(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハに対するエピタキシャル成長が遂行されるエピタキシャルリアクターの再稼動準備過程として、
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階、および、
エピタキシャルウェーハを成長させた後、前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階、
を含み、
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階と同時に、前記工程チャンバの内部にガスを注入するガスラインにソースガスとキャリアガスとをパージさせる段階を同時に遂行する、エピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項２】
前記ソースガスは、ＴＣＳ（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）ガスであり、キャリアガスはＨ２ガスであることを特徴とする、請求項１に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項３】
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階と、前記工程チャンバの内部にガスを注入するガスラインにＴＣＳガスをパージさせる段階は少なくとも２時間以上遂行されることを特徴とする、請求項１に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項４】
ウェーハに対するエピタキシャル成長が遂行されるエピタキシャルリアクターの再稼動準備過程として、
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階、および、
エピタキシャルウェーハを成長させた後、前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階、
を含み、
前記工程チャンバの内部を窒素ガスでパージさせた後、前記工程チャンバを既に設定された第１温度まで昇温させた後、安定化させる段階をさらに含む、エピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項５】
前記第１温度は、８００℃から８４０℃の範囲で設定される、請求項４に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項６】
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階は、前記工程チャンバの内部を前記第１温度に安定化させた後に前記第１温度に該当する熱源のパワーを時間に応じて段階的に増加するように設定する段階を含む、請求項４に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法 。
【請求項７】
ウェーハに対するエピタキシャル成長が遂行されるエピタキシャルリアクターの再稼動準備過程として、
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階、および、
エピタキシャルウェーハを成長させた後、前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階、
を含み、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階は、既に設定された第１温度で前記工程チャンバの内部を昇温して安定化させ、既に設定された第２温度の範囲で前記工程チャンバの内部をベーキングする段階を含む、エピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項８】
前記第２温度は、８００℃からエピタキシャルリアクターに含まれた反射体に融解が発生しない限界温度である１２００℃の範囲で設定される、請求項７に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項９】
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階を実施しながらサセプタの上下部に水素ガスを流入させる段階が遂行される、請求項４に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１０】
前記熱源のパワーは、４０ｋｗ以上９５ｋｗ以下の範囲を有するように設定される、請求項６に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１１】
前記熱源のパワーを時間に応じて段階的に増加するように設定する過程を１回以上遂行する、請求項６に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１２】
ウェーハに対するエピタキシャル成長が遂行されるエピタキシャルリアクターの再稼動準備過程として、
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階、および、
エピタキシャルウェーハを成長させた後、前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階、
を含み、
前記工程チャンバのベーキング工程が完了した後、サセプタの上下部の温度を同一にする段階を遂行する、エピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１３】
前記サセプタの上下部の温度を同一にする段階は、前記工程チャンバの上部ドームまたは下部ドームの複写率を変更して実施することを特徴とする、請求項１２に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１４】
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階の後に、サセプタの表面にシリコン膜を蒸着させた後、これをエッチングして除去する過程を反復的に遂行する段階を含む、請求項４に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１５】
ウェーハに対するエピタキシャル成長が遂行されるエピタキシャルリアクターの再稼動準備過程として、
前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階、および、
エピタキシャルウェーハを成長させた後、前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階、
を含み、
前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階以後に、前記工程チャンバの内部に残余ドーパントの存在有無を確認する段階を遂行する、エピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１６】
前記工程チャンバの内部に残余ドーパントの存在有無を確認する段階は、
前記工程チャンバの内部にドーパントを入れないまま真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）ウェーハを製造し、前記真性ウェーハの比抵抗を測定して既に設定された値より小さいとき、以後の段階で前記真性ウェーハの比抵抗を測定する段階を追加として実施する、
請求項１５に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１７】
前記エピタキシャルウェーハを製造した後に前記工程チャンバの内部から前記エピタキシャルウェーハを取り出して前記工程チャンバに対するクリーニングを遂行する過程を繰り返して遂行する、請求項１５に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１８】
前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階は、一つのエピタキシャルウェーハを製造する過程を１Ｒｕｎとしたとき、複数番目のＲｕｎの進行時に遂行される、請求項１５に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項１９】
前記エピタキシャルウェーハは、ダミーウェーハで製作され、実際のＭＣＬＴの測定が行われるＲｕｎに該当するウェーハが実際のウェーハで製作される、請求項１８に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【請求項２０】
前記ＭＣＬＴが既に設定された値に到達したとき、エピタキシャルリアクター再稼働準備段階を終えることを特徴とする、請求項１５に記載のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバの内部の再稼動準備方法に対するものであって、より詳細にはエピタキシャルウェーハの成長が完了した後、チャンバの内部に残余する水分及び不純物を除去して後続的なエピタキシャルウェーハを製造することができるようにエピタキシャルリアクターを再稼動するための準備方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、シリコンウェーハは、単結晶成長工程、スライシング工程、グラインディング（Ｇｒｉｎｄｉｎｇ）工程、ラッピング工程、研磨（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程を経て研磨工程後にウェーハに付着した研磨剤または異物を除去する洗浄工程を経て製作される。
【０００３】
このような方法で製造されたウェーハをポリッシュドウェーハ（Ｐｏｌｉｓｈｅｄ  ｗａｆｅｒ）と言い、ポリッシュドウェーハの表面にまた他の単結晶膜（エピ層）を成長させたウェーハをエピタキシャルウェーハ（ｅｐｉｔａｘｉａｌ  ｗａｆｅｒ）と言う。
【０００４】
エピタキシャルウェーハは、ポリッシュドウェーハより欠陥が少なく、不純物の濃度や種類の制御が可能な特性を有する。また、エピ層は、純度が高くて結晶特性に優れ、高集積化されている半導体装置の歩留まり及び素子特性の向上に有利な長所を有する。化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は、半導体ウェーハのような対象に薄い層の物質を成長させる処理であり、これによって異なる伝導性を有する層がウェーハに蒸着されて望む電気的特性を有するように製造され得る。
【０００５】
ウェーハ表面にエピ層を蒸着する化学気相蒸着装置は、エピ層の蒸着が行われる工程チャンバと、内部に装着されるサセプタ、前記工程チャンバの上下部に具備された加熱ランプ、ウェーハ上にソースガスを噴射するガス噴射ユニットとを含んで構成される。ガス噴射ユニットから噴射されたソースガスは、サセプタ上に載せられたウェーハ上にエピ層を形成することになる。
【０００６】
ウェーハ上にエピ層を成長させるエピリアクターのチャンバ内には、高温で行われるエピタキシャル工程が進行されるとき生成されるメタル不純物を含んだ水分などが多く含まれている。このように、不純物がチャンバ内に存在すれば高品質のエピタキシャルウェーハの製造が不可能であるためエピタキシャルウェーハの製造工程が完了した後には、チャンバの内部に残存する不純物を除去して次のバッチのエピタキシャル工程が遂行され得る雰囲気を形成しなければならない。
【０００７】
すなわち、チャンバの内部で各種工程を遂行した後には予防整備（Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ、ＰＭ）を実施することになるが、ＰＭ後にはチャンバの内部に残留水分と金属不純物が発生する。そこで、エピタキシャルウェーハの製造ができるように成長装置の再稼働を準備する過程が遂行される。
【０００８】
エピタキシャル成長装置の再稼働手順の遂行時、エピリアクター内部に熱的に安定化された状態で残存する水分と各種汚染源を除去するための工程レシピが設けられ、ウェーハの品質を確保するために十分な時間の間にチャンバの内部を昇温および安定化させる段階を繰り返して再稼働手順を遂行した。
【０００９】
しかし、再起動の手順を遂行する時間が長くなるほど、エピタキシャルウェーハの生産性は減少することになるので、エピタキシャルリアクターの再稼働手順にかかる時間を以前よりも減少させてエピタキシャルウエーハの生産性を向上させることができる方法を模索する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前述した問題点を解決するためのものであって、エピタキシャルウェーハを製造するためのリアクターの再稼動準備過程を遂行する段階において、水分及び汚染源を工程チャンバ外部にさらに効果的に排出させてリアクターの再稼動時間を短縮させる方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ウェーハに対するエピタキシャル成長が遂行されるエピタキシャルリアクターの再稼動準備過程として、前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階；前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階；及びエピタキシャルウェーハを成長させた後、前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階を含むことができる。
【００１２】
本発明は、前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階と同時に、前記工程チャンバの内部にガスを注入するガスラインにソースガスとキャリアガスとをパージさせる段階を同時に遂行することを特徴とする。
【００１３】
前記ソースガスは、ＴＣＳ（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）ガスであり、キャリアガスはＨ２ガスが使用され得る。
【００１４】
そして、前記エピタキシャルリアクターに具備された工程チャンバの内部に窒素ガスを投入して一定時間の間にパージさせる段階と前記工程チャンバの内部にガスを注入するガスラインにＴＣＳガスをパージさせる段階とは少なくとも２時間以上遂行されることを特徴とする。
【００１５】
本発明は、前記工程チャンバの内部を窒素ガスでパージさせた後、前記工程チャンバを既に設定された第１温度まで昇温させた後、安定化させる段階をさらに含むことができる。 望ましくは、前記第１温度は８００℃から８４０℃の範囲で設定され得る。
【００１６】
そして、前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階は、前記工程チャンバの内部を前記第１温度に安定化させた後に前記第１温度に該当する熱源のパワーを時間に応じて段階的に増加するように設定する段階を含むことができる。
【００１７】
そして、前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階は，既に設定された第１温度に前記工程チャンバの内部を昇温して安定化させ、既に設定された第２温度の範囲で前記工程チャンバの内部をベーキングする段階を含むことができる。
【００１８】
望ましくは、前記第２温度は、８００℃からエピタキシャルリアクターに含まれた反射体に融解が発生しない限界温度である１２００℃の範囲で設定され得る。
【００１９】
本発明は、前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階を実施しながらサセプタの上下部に水素ガスを流入させる段階が遂行され得る。望ましくは、前記熱源のパワーは４０ｋｗ以上９５ｋｗ以下の範囲を有するように設定され得る。
【００２０】
そして、前記熱源のパワーを時間に応じて段階的に増加するように設定する過程を１回以上遂行することを特徴とし、前記工程チャンバのベーキング工程が完了した後、サセプタの上下部の温度を同一にする段階を遂行することを特徴とする。
【００２１】
本発明において前記サセプタの上下部の温度を同一にする段階は、前記工程チャンバの上部ドームまたは下部ドームの複写率を変更して実施することを特徴とする。
【００２２】
本発明は、サセプタの表面にシリコン膜を蒸着させた後、これをエッチングしで除去する過程を反復的に遂行する段階を含むことができる。
【００２３】
本発明は、前記工程チャンバの内部を時間に応じて非線形的に昇温させる段階以後に、前記工程チャンバの内部に残余ドーパントの存在有無を確認する段階を遂行することを特徴とする。
【００２４】
そして、前記工程チャンバの内部に残余ドーパントの存在有無を確認する段階は、前記工程チャンバの内部にドーパントを入れないまま真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）ウェーハを製造し、前記真性ウェーハの比抵抗を測定して既に設定された値より小さいとき、以後の段階で前記真性ウェーハの比抵抗を測定する段階を追加として実施することができる。
【００２５】
そして、前記エピタキシャルウェーハを製造した後に、前記工程チャンバの内部から前記エピタキシャルウェーハを取り出して前記工程チャンバに対するクリーニングを遂行する過程を繰り返して遂行することを特徴とする。
【００２６】
本発明において前記エピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階は、一つのエピタキシャルウェーハを製造する過程を１Ｒｕｎとしたとき、複数番目のＲｕｎの進行時に遂行されることを特徴とする。
【００２７】
そして、前記エピタキシャルウェーハはダミーウェーハで製作され、実際のＭＣＬＴの測定が行われるＲｕｎに該当するウェーハが実際のウェーハで製作され得る。
【００２８】
本発明は、前記ＭＣＬＴが既に設定された値に到達したとき、エピタキシャルリアクターの再稼働準備段階を終えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によるエピタキシャルウェーハの製造のためのリアクターの準備方法は、ＰＭ工程を実施した後に工程チャンバの内部を一定時間の間に 常温で窒素ガスを用いてパージおよび乾燥させる過程が遂行されるので従来よりリアクターの再稼働準備に必要な時間を短縮させることができる。
【００３０】
本発明によるエピタキシャルウェーハ製造のためのリアクターの準備方法はＰＭ工程完了後に工程チャンバの内部をベーキングする段階において、工程チャンバの内部に熱を伝達する熱源のパワーを段階的に上昇させることによって、工程チャンバ内に停滞した水分および汚染物質が不安定な流動を起こして水素ガスの流れに応じて効果的に排出され得る。
【００３１】
本発明によれば、従来のエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法に比べて工程チャンバの内部に停滞した水分および汚染物質がさらに速い速度で除去されることによってエピタキシャルリアクターの再稼動を遂行するためのＭＣＬＴの最小値に到逹する時間が減少し、これによってリアクターの再稼動を遂行するための準備時間も減少するため、エピタキシャルウェーハの生産歩留まりも向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例におけるエピタキシャルリアクターの再稼働準備に適用されるエピタキシャルリアクターを示した図である。
【図２】実施例によるエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法を示した図である。
【図３】実施例によるＴＣＳガスをパージした場合を示した図である。
【図４】エピタキシャルリアクターの準備方法において、従来と実施例による工程チャンバの内部のＭＣＬＴ水準の変化を示したグラフである。
【図５】エピタキシャルリアクターの再稼働準備過程の種類による、工程チャンバの内部のＭＣＬＴ水準の変化を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明の実施例によって制限されたり限定されたりするものではない。本発明を説明するにおいて、公知の機能あるいは構成に対しての具体的な説明は本発明の要旨を明瞭にさせるために省略され得る。
【００３４】
実施例は、エピタキシャルリアクターにＰＭを実施した後、エピタキシャルリアクター内に停滞した水分および汚染物質を除去するための再稼働手順の工程方法（ｒｅｃｉｐｅ）を提案して、従来の方法より再稼働手順の所用時間を減らそうとする。
【００３５】
図１は、実施例におけるエピタキシャルリアクターの再稼働準備手順に適用されるエピタキシャル成長装置を示した図である。
【００３６】
図１を参照すれば、エピタキシャル成長装置（１００）は、上部ライナー（１０５）と下部ライナー（１０２）、上部カバー（１０６）、下部カバー（１０１）、サセプタ（１０７）、予熱リング（１０８）、サセプタ支持台（１０９）、ガス供給部（１０３）、ガス排出部（１０４）及びメインシャフト（１１０）を含んで構成され得る。
【００３７】
エピタキシャル成長装置（１００）の一側には、ガス供給ラインと連結されるガス供給部（１０３）が形成され、他側にガス排出ラインと連結されるガス排出部（１０４）が形成され得、下部カバー（１０１）と上部カバー（１０６）とを含むことができる。
【００３８】
下部ライナー（１０２）はサセプタ（１０７）を囲むように配置され、上部ライナー（１０５）は下部ライナー（１０２）と上部で対向するように設けられ得る。予熱リング（１０８）は、サセプタ（１０７）に隣接する下部ライナー（１０２）の内面に沿ってリング形状に形成されて下部ライナー（１０２）上に安着され、サセプタ（１０７）を囲むように配置されてウェーハに伝わるガスの温度が均一になるようにする。
【００３９】
サセプタ（１０７）は、エピタキシャル工程が遂行される間にウェーハが装着される部分であって、カーボングラファイト、炭化珪素などの材質からなるプレートで構成され得る。前記サセプタ（１０７）下部に位置したメインシャフト（１１０）とメインシャフト（１１０）からサセプタ（１０７）のエッジ方向に多岐に形成されたサセプタ支持台（１０９）によって支持される。図１のようにサセプタ（１０７）は、予熱リング（１０８）の高さと同一の高さで固定されたままエピタキシャル工程が遂行され得る。
【００４０】
前述したように、エピタキシャルリアクター内部の工程チャンバを高温にしてエピタキシャル膜をウェーハに気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造し、このとき、工程チャンバの内部に金属不純物または残余水分が存在すれば、製造されたエピタキシャルウェーハが金属不純物によって汚染が発生してエピタキシャルウェーハの品質を保障することができなくなる。
【００４１】
そこで、工程チャンバは、各種工程の実行後に予防整備（Ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ  Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ、ＰＭ）の遂行を実施することになるが、ＰＭ後には工程チャンバの内部に残留水分が発生する。これを解決するためにチャンバの内部をベーキングするなどの工程を経て残留水分を除去することができる。
【００４２】
図２は、実施例によるエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法を示した流れ図である。 図２を参照すれば、実施例によるエピタキシャルリアクターの再稼働準備方法は、エピタキシャルウェーハの製造が完了した後、リアクター内部にＰＭを実施した後に遂行される方法であって、工程チャンバの内部を窒素ガスでパージする段階（Ｓ１０）、チャンバの内部の温度を上昇させる段階（Ｓ２０）、チャンバの内部をベーキングする工程段階（Ｓ３０）、サセプタの上下部の温度を同一化する段階（Ｓ４０）、サセプタを安定化させる段階（Ｓ５０）、工程チャンバの内部のドーパントの有無を確認する段階（Ｓ６０）、工程チャンバの内部のメタル汚染ソースを除去する段階（Ｓ７０）を含むことができる。
【００４３】
各段階を具体的に説明すれば、工程チャンバの内部を窒素ガスでパージする段階（Ｓ１０）は、工程チャンバの内部を常温に維持した状態でガス供給部を通じて窒素ガスを注入して工程チャンバの内部を循環させた後にガス排出口を通じて排出させる段階である。Ｓ１０段階は、工程チャンバの内部で望ましく３時間程度で遂行され得、これはチャンバの内部の状態に応じて可変し得る。
【００４４】
また、工程チャンバの内部をパージする段階を遂行すると同時に、工程チャンバでガスを注入および排出させるガスラインに対するパージが実行され得、ソースガスとキャリアガスとを一定時間の間にガスラインに流して排出させることによってガスラインに残存する異物および水分が除去され得る雰囲気を形成するようにする。このとき、ソースガスはＴＣＳ（ｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）が使用され得、キャリアガスはＨ２が使用され得る。
【００４５】
実施例においては、従来のＰＭの実施後、リアクターの再稼働準備段階で工程チャンバの温度を昇温させる過程を遂行したこととは異なり、窒素ガスを循環させるＳ１０段階を遂行することによって、工程チャンバの内部の残留水分および汚染物質の除去がさらにはやく行われるための工程チャンバの内部の雰囲気を形成することになる。
【００４６】
工程チャンバの内部の温度を上昇させる段階（Ｓ２０）において、工程チャンバの内部の温度は時間に応じて既に設定された第１温度まで昇温され、約１０分間に工程チャンバの内部を第１温度に維持したまま安定化させる。このとき、第１温度は８００℃から８４０℃の範囲で選択され得る。
【００４７】
チャンバの内部をベーキングする工程段階（Ｓ３０）は、時間に応じて工程チャンバの内部を非線形的に昇温させる段階であり、工程チャンバに印加されるパワー値を段階的に増加するように設定して遂行され得る。
【００４８】
工程チャンバの内部が既に設定された第１温度である８００℃に維持された状態でこれに該当する熱源のパワーである４０ｋｗから９５ｋｗまで順次に熱源のパワーが増加するように設定され得、各段階の増加幅は１０ｋｗに設定され得る。例えば、４０ｋｗのパワーで一定時間だけ工程チャンバに熱が加えられ、続いて５０ｋｗのパワーで一定時間の間に工程チャンバに熱が加えられ、順次に９５ｋｗまでパワー値が増加することができる。
【００４９】
前記熱源のパワーが段階的に昇温されることによって工程チャンバの内部の温度は既に設定された第２温度まで上昇することができ、前記第２温度は８００℃から１２００℃の範囲内で設定され得る。実施例に適用された工程チャンバは９５ｋｗのパワー値が印加される場合、エピタキシャルリアクターに構成された反射体が融解され得るので、９５ｋｗのパワーに該当する１２００℃を限界温度に昇温するように設定した。前記熱源のパワーが一定の場合には工程チャンバの内部の温度の変化が線形的に変化するが、実施例のように熱源のパワーを段階的に昇温させると工程チャンバの内部の温度変化が非線形的に変化することになる。
【００５０】
前記のように熱源のパワーが時間に応じて徐徐に増加して段階ごとに互いに異なる値に設定されることによって、工程チャンバの内部の熱的状態は不安定な状態になり、工程チャンバの内部に含まれている水分及び汚染物質を含んだ粒子の運動エネルギーが増加することになる。実施例は、エピタキシャルリアクターの準備過程の中で、工程チャンバの内部をベーキングする段階において工程チャンバの内部を昇温させる熱源のパワーを時間に応じて段階的に増加させる過程を数回繰り返して実施することができ、望ましくはベーキング工程の効率性にしたがって２回〜５回実施され得る。また、このとき、サセプタの上下部に水素ガスを流入させる過程が遂行され得る。
【００５１】
工程チャンバの内部の温度を昇温させる過程において、工程チャンバの内部は熱的に不安定な状態になり、メインバルブ及びスリットバルブを通じて水素ガスが工程チャンバの内部に投入されることによって、工程チャンバの内部の水分及び汚染物質は水素ガスの移動によってさらに効果的に排出され得る。
【００５２】
すなわち、工程チャンバの内部を従来より高温で上昇させて工程チャンバの内部の熱的状態を不均一にする段階を実施することによって、工程チャンバの内部の水分および残余物の排出速度がさらにはやくなることができる。
【００５３】
サセプタの上下部の温度を同一化する段階（Ｓ４０）は、工程チャンバの内部の温度を熱的に不安定にして各種不純物を除去した以後に、サセプタの上下部に該当する工程チャンバの上部カバーと下部カバー部分の温度を同一にすることであって、これは交替されたサセプタの安定化工程のための準備工程になり得る。上部カバーと下部カバー領域の温度を測定した後,この値が互いに異なる場合には上部カバーと下部カバーとの複写率を調節してヒーターから伝達される熱の強さを変更することによって工程チャンバの内部の温度を同一に維持することができる。
【００５４】
サセプタを安定化させる段階（Ｓ５０）は、エピタキシャルウェーハの製造に使用されたサセプタまたは交替されたサセプタの表面にシリコン膜を蒸着させた後に、これをエッチングしで除去する過程を含むことができる。
【００５５】
以前の工程に使用されたサセプタは、高温の工程を経た後にウェーハとの接触面などに水分または汚染物質を含んでいて、交替されたサセプタまた、その表面に金属物質および各種残余物が吸着されていることがある。したがって、これを除去するためにサセプタの表面を安定化させる必要がある。実施例においてはサセプタの表面に１２０秒間シリコンガスを流して４〜５μｍのシリコン膜を形成した後に、９０秒間エッチングガスを流してシリコン膜を除去する過程を４回程度遂行してサセプタを安定化させた。
【００５６】
工程チャンバの内部のドーパントの有無を確認する段階（Ｓ６０）は、エピタキシャルウェーハの比抵抗値を測定してドーパントが工程チャンバの内部に残っているかを判断する過程である。ウェーハを工程チャンバの内部に入れて１０ｕｍの厚さのエピタキシャルウェーハを製造し、一定時間後にこれを抜粋してウェーハの比抵抗を測定する過程を含むことができる。工程チャンバ内にドーパントを投入しない状態では真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）のエピタキシャルウェーハが成長するだろう。真性（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）のエピタキシャルウェーハは一定の比抵抗を有することになるが、この値に変化が生じれば工程チャンバの内部にドーパントが残留してウェーハの比抵抗値に変化が生じたと判断し得る。
【００５７】
したがって、実施例においてはウェーハの比抵抗が３００ｏｈｍ−ｃｍの水準を満足しない場合に次の段階であるＣＰ  ＭＣＬＴ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙを進行しながら追加としてウェーハの比抵抗を確認してドーパントの残留有無を把握することができる。
【００５８】
工程チャンバの内部のメタル汚染ソースを除去する段階（Ｓ７０）は、ウェーハにエピタキシャル膜を成長させてＣＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ）Ｒｅｃｏｖｅｒｙ過程を遂行する段階である。Ｓ７０段階は工程チャンバの内部のＭＣＬＴ水準を測定するための段階であって、工程チャンバにウェーハを投入してエピタキシャルウェーハを製造する段階を反復的に遂行する。一つのエピタキシャルウェーハを製造した後に工程チャンバの内部をエッチングしでクリーニングする過程を１Ｒｕｎとすれば、複数番目のＲｕｎの進行時にエピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴを測定する段階が遂行され得る。実施例は５０、１００，１５０、２００、２５０Ｒｕｎに該当するエピタキシャルウェーハをサンプリングウェーハとして抜粋してＭＣＬＴ値を測定する。
【００５９】
それぞれのＲｕｎに使用されるウェーハはダミーウェーハを使用することができ、５０、１００、１５０、２００、２５０Ｒｕｎに該当するＲｕｎに実際のウェーハでエピタキシャルウェーハを製造してこれをサンプリングウェーハとして活用することができる。
【００６０】
エピタキシャル膜が形成されたサンプリングウェーハを工程チャンバから取り出した後、弗酸工程を経て自然酸化膜を除去する過程を遂行する。そして、エピタキシャルウェーハ上にヨードを薄く蒸着した後に、ウェーハ表面をスキャンしてＭＣＬＴの水準を測定する。
【００６１】
ＭＣＬＴ（Ｍｉｎｏｒｉｔｙ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｌｉｆｅ  ｔｉｍｅ）は、エピタキシャル成長装置において再稼動準備完了を判断する一つの尺度となり得る。ＭＣＬＴは、過剰になった少数の電子が再結合することにかかる平均時間を意味し、反応チャンバの内部に不純物が多いほどＭＣＬＴは減少することになる。
【００６２】
したがって、５０、１００、１５０、２００、２５０Ｒｕｎに該当するサンプルウェーハに対するＭＣＬＴを測定して、ＭＣＬＴが既に設定された値を満足する場合、エピタキシャル成長装置の再稼働準備段階が終えられたと判断することができる。もし、ＭＣＬＴ値が既に設定された値を満足しない場合、前のＳ１０〜Ｓ６０に該当する段階を反復遂行して再稼働準備に必要なＭＣＬＴ水準を確保するようにする。実施例においてはＭＣＬＴが既に設定された値に到達する場合、エピタキシャル成長装置の再稼働手順を終えて、前記既に設定された値は２５００ｕｓに設定した。これは工程チャンバの内部に存在する金属パーティクルと同じ汚染物質がほぼ除去されて以後に製造されるエピタキシャルウェーハの品質に影響を与えないことを意味する。
【００６３】
図３は、実施例によるＴＣＳガスをパージした場合を示したものである。
【００６４】
図３を参照すれば、実施例のＳ１０段階で工程チャンバの内部に窒素ガスをパージさせることと同時にガスラインにＴＣＳガスをパージした場合、ＭＣＬＴの水準を示したものである。二つのエピタキシャルリアクター（ＣＥＮＯ６Ａ、ＣＥＮＯ６Ｂ）に対してＭＣＬＴ水準を測定した結果、ガスラインにＴＣＳガスをパージしない場合（Ｎｏｒｍａｌ）、ＭＣＬＴの水準はそれぞれ２３２４μｓ、３９９０μｓに現れた。しかし、ガスラインにＴＣＳガスを一定時間の間にパージした場合においてＴＣＳガスを少なくとも２時間以上パージした場合にはＭＣＬＴの水準が急激に増加することを確認することができた。
【００６５】
図４は、エピタキシャルリアクターの準備方法において、従来と実施例による工程チャンバの内部のＭＣＬＴ水準の変化を示したグラフである。実施例の場合、従来に比べて工程チャンバの内部を窒素ガスでパージおよびガスラインをＴＣＳガスでパージする段階、チャンバの内部をベーキングする工程段階、工程チャンバの内部のメタル汚染ソースを除去する段階を追加して実施した。前述した過程を実施しなかった場合、エピタキシャルリアクターの再稼働準備時間は再稼働に必要なＭＣＬＴの水準である２５００μｓを満足するのに８日が所要された。しかし、実施例のような準備過程を遂行した場合、エピタキシャルリアクターの再稼働準備時間は再稼働に必要なＭＣＬＴの水準である２５００μｓを満足するのに４日が所要されたことを確認することができ、これはエピタキシャルリアクターの再稼働に必要な時間を２倍程度に短縮させたと判断し得る。
【００６６】
図５は、エピタキシャルリアクターの再稼働準備過程において装備の交替による工程チャンバの内部のＭＣＬＴ水準の変化を示したグラフである。エピタキシャルウェーハの製造時、消耗性装備はエピタキシャルウェーハの製造が数回以上繰り返された後には交替が必要であり得る。主に上部ドームとウェーハが安着されるサセプタが主に交替され、図５はこれを交替した場合のエピタキシャルリアクターの再稼働準備にかかる時間をＭＣＬＴ水準で示した。
【００６７】
ＰＭの時、すなわち、エピタキシャルリアクター内部の装備の交替がない場合には、エピタキシャルウェーハの２００Ｒｕｎ程度でＭＣＬＴがエピタキシャルリアクターの再稼働が可能な２５００μｓに到達した。そして、上部ドームを交替した場合には３００Ｒｕｎ程度でＭＣＬＴがエピタキシャルリアクターの再稼働が可能な２５００μｓに到達して、上部ドームとサセプタを同時に交替した場合には３５０Ｒｕｎ程度でＭＣＬＴがエピタキシャルリアクターの再稼働が可能な２５００μｓに到達した。
【００６８】
これは、エピタキシャル工程が遂行されずに交替された装備表面に金属パーティクルと同じ汚染物質が比較的多く付着していることを示し、エピタキシャルリアクター装備の交替時には実施例に開示されたＳ１０ないしＳ７０段階それぞれを反復遂行して再稼働に必要なＭＣＬＴの水準に達成するようにし得る。
【００６９】
前述したように実施例によるエピタキシャルウェーハ製造のためのリアクターの準備方法は、ＰＭ工程完了後に工程チャンバの内部を一定時間の間に常温で窒素ガスを用いてパージおよび乾燥させる過程が遂行される。工程チャンバの内部をベーキングする段階においては、工程チャンバの内部に熱を伝達する熱源のパワーを段階的に上昇させることによって工程チャンバ内に停滞した水分および汚染物質を効果的に排出させることができる。また、エピタキシャルウェーハを反復的に製造するＲｕｎを遂行し、特定のＲｕｎでエピタキシャルウェーハに対するＭＣＬＴ水準を確認することによってエピタキシャルリアクター内部に残存する金属汚染物の水準を確認する。
【００７０】
前述したようなリアクターの準備方法によって実施例は、リアクターの再稼働を遂行するための準備時間を従来に比べて減少させることができ、エピタキシャルウェーハの生産性も向上させることができる。
【００７１】
以上、本発明に対してその望ましい実施例を中心に説明したがこれは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有した者であれば本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で、以上で例示されていない様々な変形と応用が可能であることが理解できるだろう。例えば、本発明の実施例に具体的に示された各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異点は、添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、工程チャンバの内部に停滞した水分および汚染物質の排出速度を増加させてリアクターの再稼働を遂行するための準備時間を減少させることができ、エピタキシャルウェーハの生産性を向上させるので産業的に利用可能性がある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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