(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相成長装置内で１枚ずつウェーハの表面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、
前記気相成長装置は、気相成長の際にウェーハを表面側から加熱する上ランプと、ウェーハを裏面側から加熱する下ランプとを有し、
エピタキシャルウェーハを所定枚数製造するたびに前記気相成長装置内に堆積した堆積物を除去するクリーニングが実施され、
前記クリーニングを実施してから次回の前記クリーニングを実施するまでに製造する各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなるように、前記クリーニング後のエピタキシャルウェーハの製造枚数に応じて気相成長の条件を変化させ、
前記製造枚数に応じて変化させる前記条件は前記上ランプと前記下ランプの出力バランスを含むことを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項２】
前記クリーニング後エピタキシャルウェーハの製造枚数が多くなるにつれて前記上ランプと前記下ランプの合計出力に対する前記下ランプの出力の割合を増加させ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方法。
【請求項３】
前記条件は、気相成長の際に前記気相成長装置内に流す気相成長用ガスの流量を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項４】
前記クリーニング後に前記条件を一定にしてエピタキシャルウェーハの製造を繰り返したときの各エピタキシャルウェーハ間の外周部の形状差異を測定する形状差異測定工程と、
前記条件とエピタキシャルウェーハの外周部の形状との関係を測定する関係測定工程と、
前記形状差異測定工程で測定した形状差異がなくなるように、前記クリーニング後の製造枚数に応じた前記条件を前記関係に基づいて決定する条件決定工程とを含み、
前記条件決定工程で決定した条件にしたがってエピタキシャルウェーハを製造することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項５】
前記形状差異測定工程では、前記クリーニング後１枚目、２枚目及び次回の前記クリーニング直前の最終枚目に製造したエピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異を測定し、
前記条件決定工程は、
前記形状差異測定工程で測定した前記１枚目、前記２枚目、及び前記最終枚目のエピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異がなくなるように、前記１枚目、前記２枚目、及び前記最終枚目の各ウェーハに対する前記条件を前記関係に基づいて決定する第１の条件決定工程と、
前記クリーニング後３枚目から前記最終枚目の一つ前までの各ウェーハに対する前記条件を、前記第１の条件決定工程で決定した前記２枚目のウェーハに対する前記条件と前記最終枚目のウェーハに対する前記条件とから内挿して求める第２の条件決定工程とを含むことを特徴とする請求項４に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項６】
気相成長装置内で１枚ずつウェーハの表面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、
エピタキシャルウェーハを所定枚数製造するたびに前記気相成長装置内に堆積した堆積物を除去するクリーニングが実施され、
前記クリーニングを実施してから次回の前記クリーニングを実施するまでに製造する各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなるように、前記クリーニング後のエピタキシャルウェーハの製造枚数に応じて気相成長の条件を変化させ、
前記クリーニング後に前記条件を一定にしてエピタキシャルウェーハの製造を繰り返したときの各エピタキシャルウェーハ間の外周部の形状差異を測定する形状差異測定工程と、
前記条件とエピタキシャルウェーハの外周部の形状との関係を測定する関係測定工程と、
前記形状差異測定工程で測定した形状差異がなくなるように、前記クリーニング後の製造枚数に応じた前記条件を前記関係に基づいて決定する条件決定工程とを含み、
前記条件決定工程で決定した条件にしたがってエピタキシャルウェーハを製造す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。
【請求項７】
前記形状差異測定工程では、前記クリーニング後１枚目、２枚目及び次回の前記クリーニング直前の最終枚目に製造したエピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異を測定し、
前記条件決定工程は、
前記形状差異測定工程で測定した前記１枚目、前記２枚目、及び前記最終枚目のエピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異がなくなるように、前記１枚目、前記２枚目、及び前記最終枚目の各ウェーハに対する前記条件を前記関係に基づいて決定する第１の条件決定工程と、
前記クリーニング後３枚目から前記最終枚目の一つ前までの各ウェーハに対する前記条件を、前記第１の条件決定工程で決定した前記２枚目のウェーハに対する前記条件と前記最終枚目のウェーハに対する前記条件とから内挿して求める第２の条件決定工程とを含む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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置内で１枚ずつウェーハの表面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関する。
【背景技術】
【０００２】
枚葉式の気相成長装置を用いたエピタキシャルウェーハの製造においては、単結晶シリコンウェーハ等のウェーハが気相成長装置の反応炉内に１枚ずつ投入され、反応炉内に設けられたサセプタに載置される。その後、ウェーハを所定温度に加熱しつつ、反応炉内に、トリクロロシラン等の原料ガス及び原料ガスを希釈する水素ガス等のキャリアガスを含む気相成長用ガスを流し、その気相成長用ガスによりウェーハ表面にエピタキシャル層を気相成長させるという工程を経て、エピタキシャルウェーハを得ている。この気相成長の際、ウェーハの裏面外周部にはデポジション（堆積物）（以下、裏面デポという）が発生してしまう。また、ウェーハ表面側でも外周部のエピタキシャル層の膜厚が急激に変化する。
【０００３】
一方、エピタキシャルウェーハの製造を繰り返すと、反応炉の内壁やサセプタに次第に気相成長の際に発生した副生成物が堆積していく。この堆積量が多くなるとエピタキシャルウェーハの品質に悪影響を及ぼす。そのため、エピタキシャルウェーハを所定枚数製造するたびに、反応炉内に塩化水素ガス等のエッチングガスを流して、反応炉内及びサセプタに堆積した堆積物を除去するクリーニング（ベーパーエッチング）が実施される。
【０００４】
そのクリーニング後にエピタキシャルウェーハの製造を再開したときに、クリーニング後１枚目に製造したエピタキシャルウェーハと、２枚目以降に製造したエピタキシャルウェーハとの間で、ウェーハ外周部の形状が異なってしまう（例えば特許文献１参照）。この不具合を解消するために、特許文献１には、クリーニング後１枚目と２枚目以降とで、略等しいエピタキシャル層の膜厚形状が得られるように気相成長の条件（プロセスレシピ）を変更する発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０３３７５２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、クリーニング後に得られるエピタキシャルウェーハの外周部形状についてさらに詳しく調査したところ、クリーニング後１枚目のウェーハと２枚目のウェーハの間だけでなく、３枚目以降のウェーハ間でも外周部の形状が異なってしまうことがわかった。つまり、従来のエピタキシャルウェーハの製造方法においては、気相成長装置内のクリーニング後１枚目から、次回のクリーニング直前の最終枚目まで、１枚ごとに外周部に形状が異なってしまい、結果、ウェーハ間の品質に差が生じてしまうという問題点があった。この点、特許文献１の発明では、クリーニング後１枚目と２枚目間ではレシピ変更を行っているものの、３枚目以降ではレシピ変更を行っていなため、上記問題点を解決したものとはなっていない。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、気相成長装置内のクリーニング後、次回のクリーニングまでに製造される全てのエピタキシャルウェーハ間で外周部形状を略同じにすることができるエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、気相成長装置内で１枚ずつウェーハの表面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、
エピタキシャルウェーハを所定枚数製造するたびに前記気相成長装置内に堆積した堆積物を除去するクリーニングが実施され、
前記クリーニングを実施してから次回の前記クリーニングを実施するまでに製造する各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなるように、前記クリーニング後のエピタキシャルウェーハの製造枚数に応じて気相成長の条件を変化させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、クリーニング後のエピタキシャルウェーハの製造枚数に応じて気相成長の条件（レシピ）を変化させる。つまり、クリーニング後１枚目、２枚目間だけでなく、３枚目以降のウェーハに対してもクリーニング後からの製造枚数に応じた気相成長の条件に変更する。そして、ウェーハごとの気相成長の条件は、各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなるように設定されるので、その条件で気相成長を行うことにより、全てのエピタキシャルウェーハ間で外周部の形状を略同じにすることができる。
【００１０】
また、前記条件はウェーハ表裏面温度のバランスを含むのが好ましい。
【００１１】
本発明者の知見によると、クリーニング後に一定の条件で気相成長を行うと、１枚ごとに裏面デポ量が異なってしまう。その理由を説明すると、クリーニング後にエピタキシャルウェーハの製造を繰り返していくと、次第にサセプタ表面に気相成長の際に発生した副生成物が堆積していく。その堆積量に応じてサセプタ表面状態（熱放射率）が変化、つまりウェーハ裏面とサセプタ間の温度関係（温度ギャップ）が変化する。その温度関係が変わると、ウェーハ裏面側に回り込んだ気相成長用ガスによって、サセプタ表面及びウェーハ裏面それぞれに堆積する副生成物の量の割合が変化する。これにより、１枚ごとに裏面デポ量が異なってしまうと考えられる。
【００１２】
本発明では、クリーニング後の製造枚数に応じてウェーハ表裏面温度のバランスを変化させるので、サセプタ表面の堆積量が変化したとしても、ウェーハ裏面とサセプタ間の温度関係が変化してしまうのを抑制できる。よって、クリーニング後に製造された各エピタキシャルウェーハ間で裏面デポ量の差異を低減でき、外周部の形状を略同じにすることができる。
【００１３】
また、本発明における気相成長装置は、気相成長の際にウェーハを表面側から加熱する上ランプと、ウェーハを裏面側から加熱する下ランプとを有し、上ランプと下ランプの出力バランスをウェーハ表裏面温度のバランスとして前記製造枚数に応じて変化させるのが好ましい。
【００１４】
これによれば、気相成長装置に設けられた上ランプはウェーハを表面側から加熱し、下ランプはウェーハを裏面側から加熱するので、それら上ランプと下ランプの出力バランスを変化させることで、ウェーハ表裏面温度のバランスを簡単に変化させることができる。
【００１５】
この場合、クリーニング後エピタキシャルウェーハの製造枚数が多くなるにつれて上ランプと下ランプの合計出力に対する下ランプの出力の割合を増加させるのが好ましい。
【００１６】
クリーニング後にエピタキシャルウェーハの製造を繰り返していくと、次第にサセプタ表面の堆積量が増加していき、結果、サセプタからの熱放射率が低下する。また、下ランプは、ウェーハと下ランプの間にサセプタが配置される関係で、上ランプよりもサセプタ温度への影響が大きい。以上を鑑みて本発明では、クリーニング後エピタキシャルウェーハの製造枚数が多くなるにつれて上ランプと下ランプの合計出力に対する下ランプの出力の割合を増加させるので、製造枚数を重ねてサセプタ表面の堆積量が増加したとしても、サセプタ表面からの熱放射率の低下を抑制できる。その結果、クリーニング後の製造枚数にかかわらず、ウェーハ裏面とサセプタ間の温度関係を一定にでき、ウェーハ間で裏面デポ量を一定にできる。
【００１７】
また、本発明において、前記条件は、気相成長の際に気相成長装置内に流す気相成長用ガスの流量を含むのが好ましい。このように、クリーニング後の製造枚数に応じて気相成長用ガスを変化させることで、各エピタキシャルウェーハ間でウェーハ表面側の外周形状の差異、つまり、エピタキシャル層の外周膜厚の差異を低減できる。よって、エピタキシャルウェーハ間で外周形状の差異をより一層低減できる。
【００１８】
また、本発明において、前記クリーニング後に前記条件を一定にしてエピタキシャルウェーハの製造を繰り返したときの各エピタキシャルウェーハ間の外周部の形状差異を測定する形状差異測定工程と、
前記条件とエピタキシャルウェーハの外周部の形状との関係を測定する関係測定工程と、
前記形状差異測定工程で測定した形状差異がなくなるように、前記クリーニング後の製造枚数に応じた前記条件を前記関係に基づいて決定する条件決定工程とを含み、
前記条件決定工程で決定した条件にしたがってエピタキシャルウェーハを製造する。
【００１９】
これによれば、形状差異測定工程で測定した形状差異がなくなるように、クリーニング後の製造枚数に応じた気相成長の条件を決定し、決定した条件にしたがってエピタキシャルウェーハを製造するので、外周部の形状差異を低減したエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【００２０】
この場合、前記形状差異測定工程では、前記クリーニング後１枚目、２枚目及び次回の前記クリーニング直前の最終枚目に製造したエピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異を測定し、
前記条件決定工程は、
前記形状差異測定工程で測定した前記１枚目、前記２枚目、及び前記最終枚目のエピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異がなくなるように、前記１枚目、前記２枚目、及び前記最終枚目の各ウェーハに対する前記条件を前記関係に基づいて決定する第１の条件決定工程と、
前記クリーニング後３枚目から前記最終枚目の一つ前までの各ウェーハに対する前記条件を、前記第１の条件決定工程で決定した前記２枚目のウェーハに対する前記条件と前記最終枚目のウェーハに対する前記条件とから内挿して求める第２の条件決定工程とを含むとするのが好ましい。
【００２１】
本発明者の知見によると、クリーニング後に条件を一定にして気相成長を行うと、１枚目と２枚目のウェーハ間で外周部の形状差異が大きく、３枚目以降では形状差異は小さい。本発明では、形状差異が大きいクリーニング後１枚目、２枚目の気相成長の条件を、形状差異測定工程及び関係測定工程で測定した実測値から決定するので（第１の条件決定工程）、１枚目、２枚目のウェーハ間で外周部の形状を略同じにできる正確な気相成長の条件を得ることができる。一方、３枚目から最終枚目の一つ前までの各ウェーハに対しては、第１の条件決定工程で決定した２枚目の条件と最終枚目の条件とから内挿して気相成長の条件を決定するので（第２の条件決定工程）、それら条件を得るまでの時間を節約できる。また、３枚目以降では外周部の形状差異は小さいので、２枚目、最終枚目の条件から内挿して３枚目以降の条件を求めたとしても、ウェーハ間で外周部の形状を略同じにできる気相成長の条件を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】気相成長装置１の側面断面図である。
【図２】サセプタ３、そのサセプタ３に載置されたウェーハＷ、上ランプ５１及び下ランプ５２を斜め方向からみた斜視図である。
【図３】エピタキシャルウェーハおよびサセプタ３の外周付近の拡大図である。
【図４】クリーニング後の製造枚数にかかわらず一定の条件で気相成長を行ったときの各エピタキシャルウェーハの外周部の形状変化を示した図である。
【図５】図４の１枚目の外周部における形状変化と、９枚目の外周部における形状変化とをそれぞれ模式的に示した図である。
【図６】本発明におけるエピタキシャルウェーハの製造手順を示したフローチャートである。
【図７】クリーニング後１枚目、２枚目、９枚目（最終枚目）の外周部の形状変化（エピ膜厚＋裏面デポ量）を示した図である。
【図８】クリーニング後１枚目、２枚目、９枚目（最終枚目）のエピ膜厚の変化を示した図である。
【図９】クリーニング後１枚目、２枚目、９枚目（最終枚目）の裏面デポ量の変化を示した図である。
【図１０】ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲに対する裏面デポ量の変化を示した図である。
【図１１】成長速度を種々変化させたときの外周部の形状変化を示した図である。
【図１２】成長速度を種々変化させたときのエピ膜厚のみの形状変化を示した図である。
【図１３】成長速度を種々変化させたときの裏面デポ量のみの形状変化を示した図である。
【図１４】Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量を種々変化させたときの外周部の形状変化を示した図である。
【図１５】Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量を種々変化させたときのエピ膜厚のみの形状変化を示した図である。
【図１６】Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量を種々変化させたときの裏面デポ量のみの形状変化を示した図である。
【図１７】ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量を種々変化させたときの外周部の形状変化を示した図である。
【図１８】ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量を種々変化させたときのエピ膜厚のみの形状変化を示した図である。
【図１９】ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量を種々変化させたときの裏面デポ量のみの形状変化を示した図である。
【図２０】比較例におけるクリーニング後１枚目から５枚目までの外周部の形状変化を示した図である。
【図２１】実施例におけるクリーニング後１枚目から５枚目までの外周部の形状変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、ウェーハ（例えばシリコンウェーハ）の表面上にエピタキシャル層（例えばシリコン単結晶膜）を気相成長させる枚葉式の気相成長装置１の側面断面図を示している。
【００２４】
気相成長装置１は透明石英部材等から構成された反応炉２を備えている。その反応炉２内には、ウェーハＷをその裏面側から支持する例えば黒鉛製の円盤状サセプタ３が水平に設けられている。なお、サセプタ３の表面には、耐熱性、耐食性、清浄度等を向上するために、例えば炭化珪素（ＳｉＣ）やＰｏｌｙ−Ｓｉでコーティングされている。サセプタ３の上面には、ウェーハＷを載置するための凹形状のポケット３１が形成されている。そのポケット３１は、平面視で、ウェーハＷの直径（例えば３００ｍｍ）よりも少し大きい直径の円形に形成されている。また、ポケット３１の深さは、ウェーハＷの厚さと同等となっている。詳細には、ポケット３１は、その外周に形成された外周部３１ａと、外周部３１ａの内側にて外周部３１ａよりも深く形成された内側部３１ｂとの２段構造となっている（図３も参照）。ウェーハＷがポケット３１に載置されると、外周部３１ａにてウェーハＷの外周部が支持される一方で、内側部３１ｂとウェーハ裏面との間には隙間を有する。これによって、外周部に比べて中央部の温度が高くなりやすいウェーハＷに対して面内均一に加熱できるようにしている。
【００２５】
また、サセプタ３には、ポケット３１の底面とサセプタ裏面との間を貫通する複数の貫通孔３２が形成されている。それら貫通孔３２は、サセプタ３にウェーハＷを載せ、またはサセプタ３からウェーハＷを外す際に、サセプタ３に対してウェーハＷを昇降させるためのリフトピン４が挿入されるリフトピン孔である。
【００２６】
また、リフトピン孔３２とは別に、サセプタ３には、ポケット３１の底面とサセプタ裏面との間を貫通する複数の貫通孔３３が形成されている。それら貫通孔３３は、リフトピン孔３２より外側に形成され、ウェーハ裏面から発生する物質（例えばウェーハＷにドープしたボロン）をサセプタ３の下側領域に排出させ、その物資がサセプタ３の上側領域に回り込むのを防止するための孔である。
【００２７】
サセプタ３は、その下面がサポートシャフト７により支持されている。そのサポートシャフト７は、支柱７１と、その支柱７１の上部から斜め上方に放射するように設けられた複数のアーム７２とを備えている。各アーム７２の先端がサセプタ３の下面外周部に接続されている。支柱７１には支柱７１をその軸周りに回転させる駆動装置（図示外）が接続されている。その駆動装置により支柱７１が回転することで、気相成長時にはサセプタ３及びウェーハＷが回転する。これによって、気相成長の際にガスがウェーハＷの表面に均一に供給されるようになっている。
【００２８】
反応炉２には、反応炉２内に原料ガス（例えばトリクロロシラン（ＴＣＳ））及び原料ガスを希釈するためのキャリアガス（例えば水素）を含む気相成長用ガスを、サセプタ３の上側領域に導入してサセプタ３に載置されたウェーハＷの表面上に供給する第１のガス導入管１５が接続されている。その第１のガス導入管１５は、反応炉２の水平方向における一端側に設けられている。また、第１のガス導入管１５と同じ側には、キャリアガスをサセプタ３の下側領域に導入する第２のガス導入管１６が接続されている。この第２のガス導入管１６から導入されるキャリアガスは、サセプタ３の上側領域に導入される気相成長用ガスとの間の圧力差を調整するためのガスである。この調整により、サセプタ３の上側領域に導入される気相成長用ガスが不本意にサセプタ３の下側領域に回り込んでしまうのを抑制できる。
【００２９】
反応炉２の、第１のガス導入管１５、第２のガス導入管１６が接続された反対側には、反応炉２内からガスを排出するガス排出管１７が接続されている。
【００３０】
また、反応炉２の周囲には、気相成長時にウェーハＷを気相成長温度（例えば９００〜１２００℃）まで加熱するハロゲンランプ等のランプ５１、５２が配置されている。詳細には、反応炉２の上方には、気相成長の際にウェーハＷを表面側から加熱する上ランプ５１が配置されている。また、反応炉２の下方には、気相成長の際にウェーハＷを裏面側から加熱する下ランプ５２が配置されている。
【００３１】
図２は、サセプタ３、そのサセプタ３に載置されたウェーハＷ、上ランプ５１及び下ランプ５２を斜め方向からみた図（斜視図）を示している。図２に示すように、上ランプ５１及び下ランプ５２はそれぞれ、サセプタ３、ウェーハＷの径方向及び周方向に配置された複数のランプ５０から構成されている。気相成長装置１では、これら上ランプ５１、下ランプ５２の出力を別々にコントロールできるようになっている。これによって、ウェーハ表裏面温度のバランス、つまりウェーハＷの表面、裏面の温度差を自由に設定することができる。
【００３２】
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際の一般的な手順を説明すると、先ず、ランプ５１、５２により投入温度（例えば６５０℃）に調整した反応炉２内にシリコンウェーハＷを搬入する。ここで反応炉２にはシリコンウェーハＷが投入される前段階から、ガス導入管１５、１６を介して水素ガスが導入されている。
【００３３】
次にサセプタ３上のシリコンウェーハＷをランプ５１、５２により熱処理温度（例えば１０５０〜１２００℃）まで加熱する。次に、シリコンウェーハＷの表面に形成されている自然酸化膜を除去する為の気相エッチングを行う。なお、この気相エッチングは、具体的には、次工程である気相成長の直前まで行われる。
【００３４】
次に、シリコンウェーハＷを所望の成長温度（例えば１０５０〜１１８０℃）に合わせ、第１のガス導入管１５からはシリコンウェーハＷの表面上に原料ガス（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、第２のガス導入管１６からはサセプタ３の下側領域にキャリアガス（例えば水素）を導入することによって、シリコンウェーハＷの表面上にシリコン単結晶膜を気相成長させシリコンエピタキシャルウェーハとする。最後に、反応炉２を取り出し温度（例えば６５０℃）まで降温した後、シリコンエピタキシャルウェーハを反応炉２外に搬出する。
【００３５】
ここで、図３は、上記手順により製造されたエピタキシャルウェーハとそのエピタキシャルウェーハが載置されたサセプタ３の外周付近の様子（側面拡大図）を示している。図３に示すように、ウェーハＷの表面にはエピタキシャル層１０１が形成され、そのエピタキシャル層１０１の外周部１０１ａの形状（膜厚）は急激に変化する傾向がある。なお、図３においては、外周部１０１ａは他の部分に比べて膜厚が薄くなっている（ダレが発生している）。
【００３６】
また、エピタキシャルウェーハの裏面外周部には裏面デポ１０２が発生する傾向がある。裏面デポ１０２が発生する原因としては、原料ガスはウェーハとサセプタ３の隙間や原料ガス供給の上流側の隙間からサセプタ下部に回り込みやすく、ウェーハ外周部に堆積しやすい。そのため、ウェーハ裏面外周部に裏面デポが局所的に発生すると考えられる。
【００３７】
一方で、シリコンエピタキシャルウェーハの製造を繰り返していくと、反応炉２の内壁、サセプタ３の表面等、気相成長装置１内の各部には、気相成長の際に発生したシリコン由来の副生成物が堆積していく。その副生成物の堆積量は、エピタキシャルウェーハの製造枚数を重ねるにつれて次第に多くなっていき、得られるエピタキシャルウェーハの品質に悪影響を及ぼす。そこで、エピタキシャルウェーハを所定枚数製造するたびに、反応炉２の内壁やサセプタ３の表面に堆積した副生成物を除去するクリーニングが実施される。そのクリーニングは、反応炉２内にウェーハＷが投入されていない状態で、反応炉２内に塩化水素ガスを導入して、その塩化水素ガスにより反応炉２内をベーパーエッチングすることにより、行われる。
【００３８】
そして、上記「発明が解決しようとする課題」の欄でも説明したように、反応炉２のクリーニング（ベーパーエッチング）後にエピタキシャルウェーハの製造を再開すると、気相成長の条件を一定とした場合には、得られる各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が異なってしまうことが明らかとなった。ここで、図４は、クリーニング後に製造された複数のエピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が異なっていることを示した図である。詳細には、図４は、クリーニング後に９枚分のエピタキシャルウェーハを１枚ずつ順次製造して、得られた各エピタキシャルウェーハごとにウェーハ中心からの距離に対するウェーハの目標厚からのずれ量の変化（形状変化）を示している。図４において、各エピタキシャルウェーハの元となるウェーハは、直径が３００ｍｍのＰ−のシリコン基板であり、エピタキシャル層の目標膜厚は４μｍである。また、ずれ量は、気相成長前後のウェーハ厚の差分である。
【００３９】
図４に示すように、クリーニング後１枚目から９枚目までの全てのエピタキシャルウェーハ間で、ウェーハ中心からの距離が１４０ｍｍ以上の範囲（外周部）におけるずれ量に差異が生じていることがわかる。図５は、図４の１枚目の外周部におけるずれ量の変化（外周形状変化）と、９枚目の外周部におけるずれ量の変化（外周形状変化）とをそれぞれ実線２０１、破線２０２で模式的に示している。図４、図５に示すように、クリーニング後１枚目における外周形状（ずれ量）は、外周縁に近づくにしたがって最初は比較的フラットに変化し、外周縁になると急激に上昇する。これに対し、クリーニング後９枚目における外周形状は、外周縁に近づくにしたがって最初は下降するように変化し、外周縁になると急激に上昇するが、その上昇の度合いは１枚目よりも小さい。
【００４０】
また、クリーニング後２枚目から８枚目における外周形状は、図４に示すように、１枚目と９枚目の間で、枚数が大きくなるにしたがって次第に９枚目の外周形状に近づくように変化する。また、１枚目の外周形状と２枚目の外周形状の差分（具体的には例えば、ウェーハ中心からの距離が１４７ｍｍでのずれ量の差分）は２枚目以降のそれに比べて大きくなっている。
【００４１】
このように、クリーニング後にエピタキシャルウェーハの製造を再開すると、１枚ごとに外周部の形状が異なってしまうが、これは、エピタキシャル層１０１（図３参照）の外周部１０１ａにおける膜厚（エピ膜厚）と、裏面デポ１０２（図３参照）の量との両方が、クリーニング後の製造枚数に応じて変化することによるものである。クリーニング後の製造枚数に応じてエピ膜厚と裏面デポ量とが変化してしまうのは、クリーニング後の製造枚数に応じてサセプタ３の表面に堆積する副生成物の量が変化するためと考えられる。すなわち、サセプタ３の表面外周３４（図３参照）には、クリーニング後に製造枚数を重ねるにつれて次第に副生成部が堆積していくのに対し、サセプタ３のウェーハＷが載る部分、つまりポケット３１の底面には副生成物は堆積しない。そのため、ウェーハＷの表面とサセプタ３の表面外周３４との高さギャップが、クリーニング後の製造枚数を重ねるにつれて次第に大きくなり、ガスの流れに変化を及ぼすことでウェーハ外周部へのＳｉ供給量が少なくなり、結果、エピタキシャル層の成長が下がる。これにより、クリーニング後の製造枚数に応じて外周部のエピ膜厚が変化、具体的には、クリーニング後の製造枚数が多くなるにつれて外周部のエピ膜厚が小さくなると考えられる。また、表面外周３４の堆積量が変化すると、サセプタ３の外周温度（表面外周３４の温度）やウェーハ外周部の温度が変化することも、エピ膜厚の変化に影響していると考えられる。
【００４２】
また、裏面デポ量の変化についていえば、サセプタ３の表面状態（熱放射率）が副生成物の堆積量によって変化し、サセプタ３の温度が変化するための影響と考えられる。
【００４３】
本発明では、クリーニング後に製造される各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなるように、クリーニング後のエピタキシャルウェーハの製造枚数に応じて気相成長の条件を変化させている。以下、本発明におけるエピタキシャルウェーハの製造手順を詳細に説明する。図６は、その製造手順を示したフローチャートである。
【００４４】
先ず、反応炉２のクリーニングを行った後、１枚目から次回のクリーニング直前の最終枚目までの各ウェーハに対して順次気相成長を行って、１枚目から最終枚目までの各エピタキシャルウェーハを製造する（Ｓ１）。この際、下記の表１に示すように、１枚目から最終枚目の各ウェーハ間で気相成長の条件を一定にして気相成長を行う。なお、表１に示す気相成長の条件として、ＵＰＰＥＲ  ＬＡＮＰ  ＰＯＷＥＲ（上ランプ５１の出力）と、ＬＯＷＥＲ  ＬＡＮＰ  ＰＯＷＥＲ（下ランプ５２の出力）と、キャリアガスとしてのＨ２（水素）流量、原料ガスとしてのＴＣＳ（トリクロロシラン）の流量と、反応時間（気相成長時間）とを示しており、各々の条件をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの一定のものとして表している。
【００４５】
【表１】
0005942939.tif 000002
【００４６】
その後、得られた１枚目から最終枚目までのエピタキシャルウェーハのうち、１枚目、２枚目、最終枚目の各エピタキシャルウェーハ間における外周部の形状差異を測定する（Ｓ１）。図７はその測定結果を例示した図であり、詳細には、１枚目、２枚目、最終枚目としての９枚目のそれぞれにおける、ウェーハ中心からの距離に対するウェーハ厚の目標厚からのずれ量の変化（形状変化）を示している。なお、このずれ量は、例えばケー・エル・エー・テンコール社製のウェーハサイト等の膜厚測定器を用いて、気相成長前後でウェーハ面内の厚さ分布を測定し、差分を求めることにより、得られる。
【００４７】
なお、図７の結果は、ウェーハ表面側のエピ膜厚と裏面デポ量の両方を含んだ形状変化を示しているので、Ｓ１の工程では、エピ膜厚による形状変化と、裏面デポ量による形状変化とを別々に測定するのが好ましい。図８は、エピ膜厚による形状変化の測定結果を例示しており、詳細には、ウェーハ中心からの距離に対する１枚目、２枚目、最終枚目としての９枚目のエピ膜厚の目標膜厚からのずれ量の変化を示している。また、図９は、裏面デポ量による形状変化の測定結果を例示しており、詳細には、ウェーハ中心からの距離に対する１枚目、２枚目、最終枚目としての９枚目の裏面デポ量の目標値（ゼロ）からのずれ量の変化を示している。なお、図８、図９の測定結果は、図７の測定の際に用いた１枚目、２枚目、９枚目のエピタキシャルウェーハと同じものから得られた測定結果である。つまり、図８の測定結果と図９の測定結果を加算すると、図７の測定結果となる。
【００４８】
図８の測定結果は、例えば、フーリエ変換型赤外分光法（ＦＴＩＲ）を用いてウェーハ表面側のエピ膜厚の面内分布を測定することにより、得られる。また、図９の測定結果は、例えば、図７の測定結果と図８の測定結果の差分をとることにより得られる。図８、図９に示すように、エピ膜厚、裏面デポ量ともに、外周部（ウェーハ中心からの距離が１４０ｍｍ以上の範囲）で、１枚目、２枚目、９枚目間で差異が生じている。つまり、クリーニング後のエピタキシャルウェーハの製造枚数に応じて外周部のエピ膜厚と裏面デポ量の両方とも変化する。
【００４９】
図６の説明に戻り、次に、気相成長の条件を変化させたときに、エピタキシャルウェーハの外周形状がどのように変化するか、つまり、気相成長の条件と外周部の形状との関係を測定する（Ｓ２）。具体的には、クリーニング後１枚目（ただし何枚目でも良い）にウェーハに対して、気相成長の条件を種々変更したときの、外周部の形状変化（エピ膜厚、裏面デポ量）を測定する。ここでは、気相成長の条件の一つとして上ランプ５１と下ランプ５２の合計出力に対する下ランプ５２の出力の割合を変化させたときの裏面デポ量の変化を測定する（Ｓ２）。図１０はその測定結果を例示した図である。
【００５０】
図１０において、横軸のＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲは、上ランプ５１と下ランプ５２の合計出力を１００％としたときの下ランプ５２の出力割合（％）を示している。例えば、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲ＝５５％のときには、ＵＰＰＥＲ  ＰＯＷＥＲ（上ランプ５１の出力割合）は４５％となっている。また、図１０の各点はそれぞれクリーニング後１枚目のエピタキシャルウェーハにおける裏面デポ量を示し、ランプ５１、５２の出力バランス以外の気相成長の条件は各点間で一定となっている。さらに、図１０では、上ランプ５１と下ランプ５２の合計出力は一定としている。また、図１０の裏面デポ量は、ウェーハ中心からの距離が１４５ｍｍから１４８ｍｍまでの範囲における値である。
【００５１】
図１０に示すように、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲ（％）が大きくなるにしたがって裏面デポ量が増加することがわかる。図１０の測定結果では、裏面デポ量は、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲ（％）が大きくなるにしたがってほぼ線形に変化している。具体的には、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲ（％）が５％増加すると、裏面デポ量は約１０ｎｍ増加する。
【００５２】
また、Ｓ２の工程では、ランプ５１、５２の出力バランス以外の気相成長の条件である、エピタキシャル層の原料となる原料ガス（ＴＣＳ）の流量や、第１のガス導入管１５（図１参照）から導入されるキャリアガスとしてのＨ２（以下、Ｍａｉｎ  Ｈ２という）の流量や、第２のガス導入管１６（図１参照）から導入されるキャリアガスとしてのＨ２（以下、ＳＬＩＴ  Ｈ２という）の流量と、ウェーハ外周部の形状との関係も測定するのが好ましい。なぜなら、それら流量はエピ膜厚に影響を及ぼすからである。
【００５３】
ここで、図１１〜図１３は、ＴＣＳ流量を種々変化させてエピタキシャル層の成長速度を種々変化させたとき、具体的には、成長速度を０．５μｍ／ｍｉｎ〜２．０μｍ／ｍｉｎの範囲で、小、中、大の３パターンで変化させたときのクリーニング後１枚目における外周部の形状変化を示し、図１１はエピ膜厚と裏面デポ量の両方を含んだ形状変化を、図１２はエピ膜厚のみの形状変化を、図１３は裏面デポ量のみの形状変化を示している。図１１〜図１３の横軸はウェーハ中心からの距離を示し、縦軸は目標値からのずれ量を示している。
【００５４】
図１１に示すように、成長速度（ＴＣＳ流量）を変化させると、外周部の形状も変化することがわかる。具体的には、成長速度（ＴＣＳ流量）が増加するほど、外周部がダレる方向に形状変化、つまり厚さが薄くなる方向に形状変化する。また、図１２に示すように、成長速度（ＴＣＳ流量）が増加するほど、外周部のエピ膜厚がダレる方向に形状変化する。これに対し、裏面デポ量は、図１３に示すように、成長速度（ＴＣＳ流量）が変化してもほとんど変化していない。よって、図１１の形状変化はエピ膜厚による形状変化が支配的であり、このことから、ＴＣＳ流量は主にエピ膜厚に影響を及ぼすといえる。
【００５５】
図１１又は図１２の測定結果から、外周部（例えば、ウェーハ中心からの距離が１４５ｍｍから１４８ｍｍまでの範囲）における各ＴＣＳ流量（成長速度）ごとのずれ量を抽出し、抽出した各ずれ量を各ＴＣＳ流量（成長温度）に対して図示することにより、ＴＣＳ流量と外周部のエピ膜厚との関係（厳密には、ＴＣＳ流量と、外周部のエピ膜厚の目標膜厚からのずれ量との関係）を得ることができる。
【００５６】
図１４〜図１６は、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量を５０Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲で小、中、大の３パターンで変化させたときのクリーニング後１枚目における外周部の形状変化を示し、図１４はエピ膜厚と裏面デポ量の両方を含んだ形状変化を、図１５はエピ膜厚のみの形状変化を、図１６は裏面デポ量のみの形状変化を示している。図１４〜図１６の横軸、縦軸は、図１１〜図１３の横軸、縦軸と同じである。
【００５７】
図１４に示すように、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量を変化させると、外周部の形状が変化することがわかる。具体的には、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量が増加するほど、外周部がダレる方向に形状変化する。また、図１５に示すように、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量が増加するほど、外周部のエピ膜厚がダレる方向に形状変化する。これに対し、裏面デポ量は、図１６に示すように、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量が変化してもほとんど変化していない。よって、図１４の形状変化はエピ膜厚による形状変化が支配的であり、このことから、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量は主にエピ膜厚に影響を及ぼすといえる。
【００５８】
図１４又は図１５の測定結果から、外周部（例えば、ウェーハ中心からの距離が１４５ｍｍから１４８ｍｍまでの範囲）における各流量ごとのずれ量を抽出し、抽出した各ずれ量を各流量に対して図示することにより、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量と、外周部のエピ膜厚との関係を得ることができる。
【００５９】
図１７〜図１９は、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量を０Ｌ／ｍｉｎ〜３０Ｌ／ｍｉｎの範囲で小、大の２パターンで変化させたときのクリーニング後１枚目における外周部の形状変化を示し、図１７はエピ膜厚と裏面デポ量の両方を含んだ形状変化を、図１８はエピ膜厚のみの形状変化を、図１９は裏面デポ量のみの形状変化を示している。図１７〜図１９の横軸、縦軸は、図１１〜図１３の横軸、縦軸と同じである。
【００６０】
図１７に示すように、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量を変化させると、外周部の形状が変化することがわかる。具体的には、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量が増加するほど、外周部がダレる方向に形状変化する。また、図１８に示すように、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量が増加するほど、外周部のエピ膜厚がダレる方向に形状変化する。これに対し、裏面デポ量は、図１９に示すように、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量が変化してもほとんど変化していない。よって、図１７の形状変化はエピ膜厚による形状変化が支配的であり、このことから、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量は主にエピ膜厚に影響を及ぼすといえる。
【００６１】
図１７又は図１８の測定結果から、外周部（例えば、ウェーハ中心からの距離が１４５ｍｍから１４８ｍｍまでの範囲）における各流量ごとのずれ量を抽出し、抽出した各ずれ量を各流量に対して図示することにより、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量と、外周部のエピ膜厚との関係を得ることができる。
【００６２】
なお、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量がエピ膜厚に影響を及ぼす理由としては、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量が変化すると、サセプタ３の上側領域と下側領域の間の圧力バランスが変化する。また、図３に示すように、サセプタ３の外周とウェーハＷの外周縁との間には隙間３５があるが、ガスはこの隙間３５を上下に流れる。そして、上側領域の圧力が高いほど隙間３５から下側へのガス移動が優勢となり、逆に上側領域の圧力が低いほど隙間３５から上側へのガス移動が優勢となる。つまり、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量の変化することによる、隙間３５からのガス移動の変化が、外周部のエピ膜厚に影響を及ぼすと考えられる。
【００６３】
なお、以上では、ランプ５１、５２の出力バランス、ＴＣＳ流量、キャリアガス（Ｍａｉｎ  Ｈ２、ＳＬＩＴ  Ｈ２）の流量と外周部の形状との関係を求めることを説明したが、それら関係に加えて、またはそれら関係に代えて、他の気相成長の条件、具体的には例えば、反応時間と外周部の形状との関係や、成長温度と外周部の形状との関係を求めても良い。また、Ｓ１の工程とＳ２の工程はどちらを先に実施しても良い。
【００６４】
図６の説明に戻り、次に、Ｓ１、Ｓ２の工程で得られた測定結果を用いて、クリーニング後１枚目、２枚目及び最終枚目のエピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなるように、それら１枚目、２枚目、最終枚目の気相成長の条件を決定する（Ｓ３）。言い換えると、Ｓ１の工程で測定した形状差異が無くなるように、Ｓ２の工程で測定した関係に基づいて、１枚目、２枚目、最終枚目の気相成長の条件を決定する。
【００６５】
具体的には例えば、Ｓ１の工程で得られた１枚目、２枚目、最終枚目の各エピタキシャルウェーハの外周形状のうち、どの外周形状に他の外周形状を合わせるのかを決定する。ここでは、例えば、１枚目の外周形状に合わせると決定する。この場合、１枚目の気相成長の条件は、Ｓ１の工程で用いた気相成長の条件（現状の条件）と同じとする。
【００６６】
次に、２枚目の気相成長の条件を決定することを考える。具体的には、Ｓ１の工程で得られた測定結果（図７〜図９）から、外周部（具体的には例えば１４５ｍｍから１４８ｍｍまでの範囲）における１枚目の形状（エピ膜厚、裏面デポ量）と２枚目の形状（エピ膜厚、裏面デポ量）とをそれぞれ抽出する。この際、エピ膜厚は図８から、裏面デポ量は図９から抽出する。なお、エピ膜厚と裏面デポ量とを区別しないで気相成長の条件を決定する場合には、エピ膜厚と裏面デポ量の両方を含んだ図７から、１枚目、２枚目の外周部の形状を抽出しても良い。そして、抽出した１枚目の形状と２枚目の形状との差分を算出する。この際、エピ膜厚と裏面デポ量とを区別して、１枚目、２枚目間の差分を算出するのが好ましい。
【００６７】
次に、算出した差分を補償する気相成長の条件を、Ｓ２の工程で得られた関係に基づき決定する。例えば２枚目の裏面デポ量が１枚目の裏面デポ量に比べて１０ｎｍ少ない場合、つまり、２枚目の裏面デポ量−１枚目の裏面デポ量＝−１０ｎｍの場合には、図１０の関係から、−１０ｎｍを補償する裏面デポ量、つまり＋１０ｎｍだけ変化させるＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲ（％）を読み取り、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲを調整する。
【００６８】
同様にして、１枚目と２枚目のエピ膜厚の差分を補償するＴＣＳ流量やキャリアガス流量を、Ｓ２の工程で求めたＴＣＳ流量とエピ膜厚との関係や、Ｍａｉｎ  Ｈ２とエピ膜厚との関係や、ＳＬＩＴ  Ｈ２とエピ膜厚との関係に基づき決定する。この際、ＴＣＳ流量、Ｍａｉｎ  Ｈ２の流量、ＳＬＩＴ  Ｈ２の流量の全てを１枚目の流量から変更しても良いし、一部だけを１枚目の流量から変更しても良い。全てを変更する場合には、１枚目と２枚目のエピ膜厚の差分がＸとすると、例えば、Ｘのうちの半分はＴＣＳ流量の変更で補償し、残り半分はキャリアガス（Ｍａｉｎ  Ｈ２、ＳＬＩＴ  Ｈ２）の変更で補償するようにして、各々の流量を決定する。
【００６９】
２枚目の気相成長の条件を決定した後、次に、最終枚目の気相成長の条件を２枚目と同様にして決定する（Ｓ３）。具体的には、Ｓ１の工程で得られた測定結果（図７〜図９）から、最終枚目と２枚目の形状（エピ膜厚、裏面デポ量）の差分を算出する。そして、その差分を補償する気相成長の条件をＳ２の工程で得られた関係から求め、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲを調整する。なお、最終枚目と１枚目の形状差分に基づいて、最終枚目の気相成長の条件を決定しても良い。
【００７０】
なお、以上では、１枚目の形状に、２枚目、最終枚目の形状が合うように、１枚目、２枚目、最終枚目の気相成長の条件を決定することを説明したが、１枚目以外の形状に合うように、各枚目の気相成長の条件を決定しても良い。例えば、２枚目の形状に合わせる場合には、Ｓ３の工程では、２枚目の気相成長の条件を、Ｓ１の工程で用いた気相成長の条件（表１のＡ〜Ｅ）と同じとし、１枚目、最終枚目の条件を、その２枚目の条件（Ａ〜Ｅ）を基準に決定する。
【００７１】
Ｓ３で１枚目、２枚目、最終枚目の条件を決定した後、次に、３枚目から最終枚目の一つ前までの気相成長の条件を決定する（Ｓ４）。図４で説明したように、２枚目から８枚目（最終枚目の一つ前）の形状は、枚数が大きくなるにしたがって次第に９枚目（最終枚目）に近づくように変化する。さらに、２枚目から９枚目の隣り合う２枚間における形状差分は、１枚目と２枚目間の形状差分に比べて小さい。そこで、Ｓ４の工程では、２枚目から最終枚目の間では、ウェーハ間の形状差分は、枚数が多くなるにしたがってほぼ線形に変化すると仮定する。そして、Ｓ３の工程で決定した２枚目の条件と最終枚目の条件との間で枚数が多くなるにしたがって線形に条件が変化するように、３枚目から最終枚目の一つ前までの各条件を、Ｓ３で決定した２枚目の条件と最終枚目の条件とから内挿して決定する。
【００７２】
表２には、Ｓ３、Ｓ４の工程で決定した１枚目から最終枚目までのそれぞれの気相成長の条件を、上記表１の気相成長の条件（Ａ〜Ｅ）を基準とした形で示している。表２に示すように、本発明では、１枚ごとに気相成長の条件を変化させることになる。また、表２では、ＵＰＰＥＲ  ＰＯＷＥＲは枚数が多くなるほど減少させ、反対に、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲは枚数が多くなるほど増加させる。なお、表２では、キャリアＨ２流量は枚数が多くなるほど減少させ、ＴＣＳ流量は枚数が多くなるほど増加させ、反応時間は枚数が多くなるほど減少させる傾向を示したが、これはあくまで例示であって、表２とは逆の傾向となる場合もあり得る。また、表２では、ＵＰＰＥＲ  ＰＯＷＥＲ、ＬＯＷＥＲ  ＰＯＷＥＲ、キャリアＨ２流量、ＴＣＳ流量、反応時間の全ての条件を、１枚ごとに変更する例を示しているが、一部の条件だけを変更し、残りの条件は１枚目から最終枚目の間で一定としても良い。なお、表２中のａ１〜ａｘ、ｃ１〜ｃｘ、ｄ１〜ｄｘ、ｅ１〜ｅｘは、各々の条件の１枚ごとの変化分を表している。
【００７３】
【表２】
0005942939.tif 000003
【００７４】
以上に説明したＳ１からＳ４の工程は、実際にエピタキシャルウェーハ製造を実施するにあたっての事前準備に位置づけられる工程である。Ｓ１〜Ｓ４の工程でクリーニング後の製造枚数に応じた条件を決定した以降は、その決定した条件（表２の条件）にしたがってエピタキシャルウェーハを製造する（Ｓ５）。つまり、クリーニング後１枚目では表２の１枚目の列の条件で、２枚目では表２の２枚目の列の条件で、・・・最終枚目では表２の最終枚目の列の条件で、それぞれ気相成長を行う。これによって、クリーニング後の製造枚数にかかわらず、外周部の形状が略同じとなるエピタキシャルウェーハを得ることができる。
【実施例】
【００７５】
本発明の効果を確認するために以下の実験を行った。
（比較例）
先ず、気相成長装置のクリーニングを行った後、１枚ずつ順次、５枚分のシリコンエピタキシャルウェーハを製造した。この際、１枚目から５枚目の間で一定の製造条件とした。また、シリコンエピタキシャルウェーハの元となる基板は、直径３００ｍｍ、Ｐ−のシリコン基板を用いた。エピタキシャル層の目標膜厚は４μｍとした。
【００７６】
得られた５枚のエピタキシャルウェーハのそれぞれに対して、外周部の形状（エピ膜厚＋裏面デポ量）を測定した。この測定は、ケー・エル・エー・テンコール社製のウェーハサイトを用いて、気相成長前後でウェーハ面内の厚さ分布を測定し、得られた気相成長前後の厚さ分布の差分を外周部の形状として求めた。図２０はその測定結果を示している。図２０において、横軸はウェーハ中心からの距離を示し、縦軸はエピタキシャル層の目標膜厚（＝４μｍ）からのずれ量を示している。図２０に示すように、気相成長の条件を一定にすると、中心からの距離が１４０ｍｍ以上の範囲の形状、つまり外周部の形状がウェーハ間で異なってしまう。
【００７７】
（実施例）
次に、図６のＳ１〜Ｓ４の工程にしたがって、クリーニング後１枚目から５枚目までの各エピタキシャルウェーハ間で外周部の形状が略同じとなる気相成長の条件を求めた。具体的には、先ず、図２０の１枚目、２枚目、５枚目間での形状差分が無くなるように、あらかじめ求めておいた気相成長の条件と外周部の形状との関係（図１０〜図１９）と、比較例の条件とを用いて、１枚目、２枚目、５枚目のそれぞれの気相成長の条件（改善条件）を求めた（図６のＳ３）。次に、得られた２枚目の改善条件と５枚目の改善条件とから内挿して、３枚目、４枚目の改善条件を求めた（図６のＳ４）。１枚目の改善条件は比較例の条件と同じとした。
【００７８】
その後、気相成長装置のクリーニングを行った後、求めた改善条件で、１枚ずつ順次、５枚分のシリコンエピタキシャルウェーハを製造した。シリコンエピタキシャルウェーハの元となる基板は、直径３００ｍｍ、Ｐ−のシリコン基板を用いた。エピタキシャル層の目標膜厚は４μｍである。得られた５枚のエピタキシャルウェーハのそれぞれに対して、図２０と同様にして、外周部の形状を測定した。図２１はその測定結果を示している。図２１に示すように、５枚のウェーハ間で外周部の形状を略同じにすることができた。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態によればクリーニング後の製造枚数に応じて気相成長の条件を変化させているので、クリーニング後の製造枚数にかかわらず外周部の形状が一定の高品質なエピタキシャルウェーハを得ることができる。また、外周部の形状差異が小さい２枚目から最終枚目の一つ前までは、２枚目の条件と最終枚目の条件とから内挿して条件を求めているので、その条件を求めるまでの時間を節約できる。
【００８０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。例えば、上記実施形態ではシリコンエピタキシャルウェーハの製造に本発明を適用した例を説明したが、シリコンエピタキシャルウェーハ以外のエピタキシャルウェーハ（例えばＧａＰ等の化合物半導体エピタキシャルウェーハ）の製造に本発明を適用しても良い。
【００８１】
また、上記実施形態では、図６のＳ３の工程では２枚目の条件も決定したが、図６のＳ３では１枚目、最終枚目の条件だけを決定し、Ｓ４の工程では、２枚目の条件も内挿して求めるようにしても良い。この場合、１枚目の条件と最終枚目の条件とから２枚目以降の条件を内挿して求めるようにする。これによって、２枚目の条件を求める際の時間も節約できる。
【００８２】
また、本発明は、３枚目から最終枚目の一つ前までの各条件を、内挿して求めないで、１枚目、２枚目、最終枚目と同じように求めるという態様を除外する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００８３】
１  気相成長装置
２  反応炉
３  サセプタ
５１  上ランプ
５２  下ランプ
【図１】
0005942939.tif 000004
【図２】
0005942939.tif 000005
【図３】
0005942939.tif 000006
【図４】
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【図５】
0005942939.tif 000008
【図６】
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【図７】
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【図８】
0005942939.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0005942939.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005942939.tif 000019
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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