(57)【要約】【課題】半導体製造装置のガス種の切り替え時に発生するパーティクルを抑制する。【解決手段】気相成長装置４０には処理チャンバ１、分析及び制御ユニット２、ガスパネル３ａ、ガスパネル３ｂ、ヒータ電源４、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７が設けられる。処理チャンバ１にはウェハ支持ペデスタル１１、ウェハ１２、パージガス導入口１３、排気口１４、温度センサ１５、回転軸部１６、軸受け部１７、モータ部１８、及びカウンタパージガス導入口１９が設けられる。ガスパネル３ｂから供給されるカウンタパージガスは、カウンタパージガス導入口１９を介して、カウンタパージされる領域に導入される。カウンタパージガスはガス種切り替え時に流量が変更され、処理チャンバ１内部に発生するパーティクルの回転機構部やヒータ部などへの侵入、或いはパーティクルによる気相成長装置４０の異常発生を防止する働きをする。【選択図】図１
2008160006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバ内に設けられ、ウェハを載置するウェハ支持ペデスタルと、
前記処理チャンバにプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、
カウンタパージされる領域から前記プロセスガス、前記プロセスガスが分解或いは反応したガス、及びパーティクルの少なくとも１つをモニタし、モニタされた前記プロセスガス、前記プロセスガスが分解或いは反応したガス、及び前記パーティクルの密度の少なくとも１つにもとづいて、前記カウンタパージガス流量を変更するカウンタパージガス流量変更手段と、
を具備することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
処理チャンバ内に設けられ、ウェハと前記ウェハを載置するウェハ支持ペデスタルとを回転させるウェハ回転手段と、
前記処理チャンバにプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、
カウンタパージされる領域から前記プロセスガス、前記プロセスガスが分解或いは反応したガス、及びパーティクルの少なくとも１つをモニタし、モニタされた前記プロセスガス、前記プロセスガスが分解或いは反応したガス、及び前記パーティクルの密度の少なくとも１つにもとづいて、前記カウンタパージガス流量を変更するカウンタパージガス流量変更手段と、
を具備することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項３】
処理チャンバ内に設けられ、ウェハと前記ウェハを載置するウェハ支持ペデスタルとを回転させるウェハ回転手段と、
前記処理チャンバにプロセスガスを導入するガス導入手段と、
前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、
前記処理チャンバ内の圧力をモニタし、膜成長圧力の切り替え時に、前記カウンタパージガス流量を変更するカウンタパージガス流量変更手段と、
を具備することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項４】
前記プロセスガスのガス種の切り替え時に、前記カウンタパージガス流量を変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
ウェハを回転させながら前記ウェハ上に膜成長を行う半導体製造装置の制御方法であって、
処理チャンバ内に第１のガス流量のカウンタパージガスを流しながら第１の膜成長を行うステップと、
反応ガス種の切り替え時に、カウンタパージガス流量を変更するステップと、
前記処理チャンバ内に第２のガス流量のカウンタパージガスを流しながら第２の膜成長を行うステップと、
を具備することを特徴とする半導体製造装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気相成長装置や異方性ドライエッチング装置等の半導体製造装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子或いは半導体集積回路等の製造工程には種々の気相成長装置や異方性ドライエッチング装置が多用される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
近年、半導体素子或いは半導体集積回路には、高周波動作や低消費電力動作など高度な製品特性が要求される。それに対応するために気相成長装置や異方性ドライエッチング装置では、処理チャンバ内のウェハとウェハを載置するウェハ支持ペデスタルを回転させることにより、製造バラツキを低減させている。例えば、気相成長中に処理チャンバ内の温度、圧力、或いはガス流量などの成長条件を変更させる場合、処理チャンバ内の回転機構部から成膜部へのガスの回り込み、或いは成膜部から回転機構部へのガスの回り込みが発生し、成膜のウェハ面内均一性や不純物のコンタミが発生して製品歩留が低下するという問題点がある、また、回転機構部やヒータ部の異常が発生するという問題点がある。この問題点は、異方性ドライエッチング装置でも発生する。
【特許文献１】特開２０００−２９９３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、ガス種の切り替え時に発生するパーティクルを抑制することができる半導体製造装置及びその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様の半導体製造装置は、処理チャンバ内に設けられ、ウェハを載置するウェハ支持ペデスタルと、前記処理チャンバにプロセスガスを導入するガス導入手段と、前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、カウンタパージされる領域から前記プロセスガス、前記プロセスガスが分解或いは反応したガス、及びパーティクルの少なくとも１つをモニタし、モニタされた前記プロセスガス、前記プロセスガスが分解或いは反応したガス、及び前記パーティクルの密度の少なくとも１つにもとづいて、前記カウンタパージガス流量を変更するカウンタパージガス流量変更手段とを具備することを特徴とする。
【０００６】
更に、本発明の一態様の半導体製造装置の制御方法は、ウェハを回転させながら前記ウェハ上に膜成長を行う半導体製造装置の制御方法であって、処理チャンバ内に第１のガス流量のカウンタパージガスを流しながら第１の膜成長を行うステップと、反応ガス種の切り替え時に、カウンタパージガス流量を変更するステップと、前記処理チャンバ内に第２のガス流量のカウンタパージガスを流しながら第２の膜成長を行うステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ガス種の切り替え時に発生するパーティクルを抑制することができる半導体製造装置及びその制御方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【０００９】
まず、本発明の実施例１に係る半導体製造装置及びその制御方法について、図面を参照して説明する。図１は半導体製造装置としての気相成長装置の構成を示す概略図、図２はカウンタパージガスの適正な流量範囲を示す図である。本実施例では、気相成長のガス種切り替え前後で、カウンタパージガス流量を変更している。
【００１０】
図１に示すように、気相成長装置４０には、処理チャンバ１、分析及び制御ユニット２、ガスパネル３ａ、ガスパネル３ｂ、ヒータ電源４、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７が設けられる。気相成長装置４０は、光素子や高周波デバイスの膜成長に用いられる有機金属気相成長装置（ＭＯＣＶＤ  Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition、或いはＭＯＶＰＥ  Metal  Organic  Vapor  Phase  Epitaxyとも呼称される）である。
【００１１】
処理チャンバ１には、ウェハ支持ペデスタル１１、ウェハ１２、パージガス導入口１３、排気口１４、温度センサ１５、回転軸部１６、軸受け部１７、モータ部１８、及びカウンタパージガス導入口１９が設けられる。
【００１２】
ウェハ支持ペデスタル１１は、ウェハ１２を載置し、回転軸部１６に固定されモータ部１８により回転される。ウェハ支持ペデスタル１１には温度センサ１５が埋設され、ヒータ電源４によるウェハ及びウェハ支持ペデスタル１１の加熱が温度センサ１５によりモニタされる。ウェハ１２上には、ガスパネル３ａから供給される反応ガス（プロセスガスとも呼称される）及びキャリアガスが処理チャンバ１の上部から導入される。軸受け部１７は、回転軸部１６を処理チャンバ１に固定する。
【００１３】
パージガス導入口１３は、処理チャンバ１の側面上部に設けられる。ガスパネル３ａから供給されるパージガスは、パージガス導入口１３を介して処理チャンバ１の側壁内部に導入される。パージガスは、反応ガスが処理チャンバ１の側壁内部に到達するのを防ぐカーテンの役目をし、反応ガスによって処理チャンバ１の側壁内部に発生するパーティクルの発生を抑制する。
【００１４】
排気口１４は、処理チャンバ１の側面中央部に設けられる。未反応反応ガス、キャリアガス、パージガス、及び膜生成で発生したパーティクル等は、排気口１４を介して処理チャンバ１の外部に排気される。
【００１５】
カウンタパージガス導入口１９は、処理チャンバ１の側面中央部（排気口１４の下部）に設けられる。ガスパネル３ｂから供給されるカウンタパージガスは、カウンタパージガス導入口１９を介して、軸受け部１７上部と、カウンタパージガス導入口１９の側面及び上部と、ウェハ支持ペデスタル１１下部とから構成される処理チャンバ１のカウンタパージされる領域に導入される。カウンタパージガスは、反応ガスなどにより処理チャンバ１内部に発生するパーティクルの回転機構部やヒータ部などへの侵入、或いはパーティクルによる気相成長装置４０の異常発生を防止する働きをする。
【００１６】
分析及び制御ユニット２は、図示しないＣＰＵ、支援回路、及びメモリ等を内蔵し、気相気相成長装置４０全体を統括制御する。また、分析及び制御ユニット２は、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７から出力される情報を入力し、その情報を分析して気相成長にフィードバックさせる。
【００１７】
ガスパネル３ａは、分析及び制御ユニット２の制御により、反応ガス、キャリアガス、及びパージガスを処理チャンバ１に供給する。反応ガスは膜成長に使用され、例えばＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチル・アルミニウム）、或いはＴＭＩｎ（トリメチル・インジウム）などのガスである。キャリアガスは膜成長中に反応ガスを所定の濃度に希釈させたり、反応ガスが供給されない膜成長と膜成長の間、処理チャンバを所定の圧力にしたりする。キャリアガスには、水素ガス（Ｈ２）、窒素ガス（Ｎ２）、或いはヘリウムガス（Ｈｅ）などの不活性ガスが用いられる。
【００１８】
ガスパネル３ｂは、分析及び制御ユニット２の制御により、カウンタパージガスを処理チャンバ１に供給する。カウンタパージガスには、水素ガス（Ｈ２）、窒素ガス（Ｎ２）、或いはヘリウムガス（Ｈｅ）などの不活性ガスが用いられる。
【００１９】
ヒータ電源４は、分析及び制御ユニット２の制御により、ウェハ支持ペデスタル１１及びウェハ１２を加熱する。圧力計測手段５は、処理チャンバ１内の圧力をモニタし、その情報を分析及び制御ユニット２に出力する。
【００２０】
濃度計測手段６は、処理チャンバ１内の反応ガス、パージガス、カウンタパージガス、反応ガスが熱分解或いは反応したガスなどのガス濃度をモニタし、その情報を分析及び制御ユニット２に出力する。濃度計測手段６には、フーリエ変換赤外線（ＦＴＩＲ）、ＱＭＡＳ（Quadra  Pole  Mass  Spectrograph）、或いは超音波濃度計などを用いるのが好ましい。
【００２１】
パーティクル計測手段７は、分析及び制御ユニット２の制御により、処理チャンバ１内のカウンタパージされる領域のパーティクルの密度をモニタし、その情報を分析及び制御ユニット２に出力する。パーティクル計測手段７には、例えば可視光領域の波長を有するレーザ光を発生するレーザ光源と、ラスタスキャンされたレーザ光を受光する受光素子とが設けられる。受光素子には、ＣＣＤ（Charge  Coupled  Device）、或いは光電子倍増管（ＰＭＴ  Photomultiplier  Tube）などが用いられる。ここで、パーティクルには気相成長中に生成される反応生成物、や中間生成物などが含まれる。
【００２２】
図２に示すように、カウンタパージガスの適正な流量は、回転機構の軸受け交換によるダウンタイムの発生割合とパーティクルの密度により決定される。回転機構の軸受け交換によるダウンタイムの発生割合は、カウンタパージガス流量が少ない領域では大きく、カウンタパージガス流量を増やすと徐々に減少し、例えばカウンタパージガス流量Ｈ１よりも多い領域では一定な低い値となる。一方、パーティクルの密度は、カウンタパージガス流量が少ない領域では低く、カウンタパージガス流量を増やすと徐々に増加し、例えばカウンタパージガス流量Ｈ２よりも多い領域では急激に増加する。また、カウンタパージガス流量を増やすと上流側のウェハ１２にパーティクルが回り込み製品歩留を低下させる要因となる。
【００２３】
このため、カウンタパージガスの適正な流量は、カウンタパージガス流量Ｈ１からカウンタパージガス流量Ｈ２の範囲に設定する必要がある。なお、カウンタパージガスの適正な流量範囲は、気相成長装置の形状、或いは半導体デバイス要求特性などにより異なり、それぞれ最適化する必要がある。また、気相成長での膜成長の切り替え時、膜成長圧力の切り替え時、或いは膜成長温度の切り替え時には、カウンタパージガスの流量をそれぞれ適正な範囲に変更するのが好ましい。
【００２４】
次に、気相成長について、図３及び図４を参照して説明する。図３は気相成長を示すフローチャート、図４はガス種切り替え前後でのパーティクルの密度の変化を示す図である。ここでは、気相成長装置を用いてＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）の膜成長を行っている。
【００２５】
図３に示すように、気相成長装置４０を用いたＩｎＧａＡｌＰ系のＬＥＤの膜成長では、まず、処理チャンバ１内にキャリアガス、パージガス、及びカウンタパージガスを導入する。キャリアガスには、例えば水素ガス（Ｈ２）、パージガス及びカウンタパージガスには、例えば窒素ガス（Ｎ２）を用いる。ウェハ支持ペデスタル１１上に、例えばｎ型ＧａＡｓ基板としてのウェハ１２を載置し、ウェハ１２及びウェハ支持ペデスタル１１を昇温し、温度が安定した後、ＩｎＧａＡｌＰからなる膜成長（Ａ）を行う。具体的には、ＴＭＩｎ（トリメチル・インジウム）、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチル・アルミニウム）、及びＰＨ３（ホスフィン）からなる反応ガスとキャリアガスとを処理チャンバ１に導入する。このとき、カウンタパージガス適正流量範囲の第１の流量を有するカウンタパージガスとパージガスも処理チャンバ１に導入する。ｎ型のＩｎＧａＡｌＰの膜成長にはＮ型ドーパントガスを供給し、ｉ型のＩｎＧａＡｌＰの膜成長にはドーパントガスの供給を停止し、Ｐ型のＩｎＧａＡｌＰの膜成長にはＮ型ドーパントガスを供給し、順次積層ＩｎＧａＡｌＰ膜を形成する（ステップＳ１）。
【００２６】
次に、膜成長（Ａ）終了後、膜成長に用いるガス種を切り替える。例えば、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチル・アルミニウム）、及びアルシン（ＡｓＨ３）からなる反応ガスとキャリアガスとを処理チャンバ１に導入する。このときカウンタパージガスの流量を適正流量範囲の第２の流量に変更する（パージガスも流し続ける）。ここで、ＡｓＨ３（アルシン）とＰＨ３（ホスフィン）とではガスの密度が大きく異なる（ＡｓＨ３＞ＰＨ３）ので、第２の流量を第１の流量よりも多く設定する（ステップＳ２）。
【００２７】
続いて、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチル・アルミニウム）、及びアルシン（ＡｓＨ３）からなる反応ガスとＰ型ドーパントガスとを用いて、電流拡散層として用いるＰ型のＧａＡｌＡｓからなる膜成長（Ｂ）を行う。図４に示すように、本実施例ではガス種の切り替え時に、カウンタパージガス流量を適切な範囲に変更しているので、ガス切り替え後のパーティクルの発生を抑制でき、膜成長（Ｂ）期間でのパーティクルの発生を膜成長（Ａ）期間と同等レベルに減少させることができる。一方、カウンタパージガス流量を変更しない従来（破線表示）では、ガス切り替え後のパーティクルの発生が急増し、しかも膜成長（Ｂ）期間中もパーティクルの密度が高いレベルのまま推移する（ステップＳ３）。
【００２８】
次に、膜成長（Ｂ）終了後、膜成長に用いるガス種を切り替える。例えば、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）及びアルシン（ＡｓＨ３）からなる反応ガスとキャリアガスとを処理チャンバ１に導入する。このときカウンタパージガスの流量を適正流量範囲の第３の流量に変更する（パージガスも流し続ける）（ステップＳ４）。
【００２９】
続いて、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）及びアルシン（ＡｓＨ３）からなる反応ガスとＰ型ドーパントガスとを用いて、コンタクト層として用いるＰ型のＧａＡｓからなる膜成長（Ｃ）を行う（ステップＳ５）。
【００３０】
上述したように、本実施例の半導体製造装置及びその制御方法では、処理チャンバ１、分析及び制御ユニット２、ガスパネル３ａ、ガスパネル３ｂ、ヒータ電源４、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７が設けられる。処理チャンバ１には、ウェハ支持ペデスタル１１、ウェハ１２、パージガス導入口１３、排気口１４、温度センサ１５、回転軸部１６、軸受け部１７、モータ部１８、及びカウンタパージガス導入口１９が設けられる。膜成長用反応ガス及びキャリアガスは処理チャンバ１の上部からウェハ１２に導入される。ガスパネル３ｂから供給されるカウンタパージガスは、カウンタパージガス導入口１９を介して、カウンタパージされる領域に導入される。カウンタパージガスは、膜成長用の反応ガス種切り替え時に流量が変更されて適切な流量に自動的に調整される。
【００３１】
このため、カウンタパージガスにより、反応ガスなどによって処理チャンバ１内部に発生するパーティクルの回転機構部やヒータ部などへの侵入を防止することができる。また、パーティクルによる気相成長装置４０の異常発生を防止することができる。更に、膜成長用の反応ガス種切り替え時でのパーティクルを低減することができるので、製品歩留を向上させることができる。
【００３２】
なお、本実施例では、ＩｎＧａＡｌＰ系ＬＥＤの気相成長に適用しているが、ＧａＡｓ系の高周波デバイスの気相成長などに適用してもよい。また、ＭＯＣＶＤを用いた気相成長でのガス種切り替え時にカウンタパージガス流量を変更し、パーティクルの発生を抑制しているが、ウェハ回転機構を有するＲＩＥ装置を用いた積層膜のエッチングでのプロセスガスのガス種切り替え時にカウンタパージガス流量を変更し、パーティクルの発生を抑制してもよい。
【実施例２】
【００３３】
次に、本発明の実施例２に係る半導体製造装置及びその制御方法について、図面を参照して説明する。図５は気相成長を示すフローチャートである。
【００３４】
本実施例では、成長圧力条件が異なる膜を連続的に成長する場合の気相成長のガス種切り替え前後で、カウンタパージガス流量を変更している。
【００３５】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００３６】
図５に示すように、気相成長装置４０を用いたＧａＮ  ＬＥＤの気相成長では、まず、処理チャンバ１内にキャリアガス、パージガス、及びカウンタパージガスを導入する。キャリアガスには、例えば水素ガス（Ｈ２）、パージガス及びカウンタパージガスには、例えば窒素ガス（Ｎ２）を用いる。ウェハ支持ペデスタル１１上に、例えばサファイア基板としてのウェハ１２を載置し、ウェハ１２及びウェハ支持ペデスタル１１を昇温し、温度が例えば１０００℃に安定した後、ＧａＮからなる膜成長（１）を行う。具体的には、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、及びＮＨ３（アンモニア）からなる反応ガスとキャリアガスとを処理チャンバ１に導入する。このとき、カウンタパージガス適正流量範囲の第１の流量を有するカウンタパージガスとパージガスも処理チャンバ１に導入する。ｎ型のＧａＮの膜成長にはＮ型ドーパントガスを供給する（ステップＳ１１）。
【００３７】
次に、膜成長（１）終了後、膜成長圧力と膜成長温度を変更する。膜成長圧力を膜成長（１）のときよりも高くし、膜成長温度を、例えば７００℃に降温させる（ステップＳ１２）。
【００３８】
続いて、膜成長に用いるガス種を切り替える。例えば、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＩｎ（トリメチル・インジウム）、及びＮＨ３（アンモニア）からなる反応ガスとキャリアガスとを処理チャンバ１に導入する。このとき、カウンタパージガスの流量を適正流量範囲の第２の流量に変更する（パージガスも流し続ける）。ここで、変更された膜成長圧力に対応させるために、第２の流量を第１の流量よりも多く設定する（ステップＳ１３）。
【００３９】
次に、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＩｎ（トリメチル・インジウム）、及びＮＨ３（アンモニア）からなる反応ガスを用いて、ＩｎＧａＮの膜成長（２）を行う（ステップＳ１４）。
【００４０】
続いて、膜成長（２）終了後、膜成長圧力と膜成長温度を変更する。膜成長圧力を膜成長（２）のときよりも低くし、膜成長温度を、例えば１０００℃に昇温させる（ステップＳ１５）。
【００４１】
次に、膜成長に用いるガス種を切り替える。例えば、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、及びＮＨ３（アンモニア）からなる反応ガスとキャリアガスと処理チャンバ１に導入する。このとき、カウンタパージガスの流量を適正流量範囲の第３の流量に変更する（パージガスも流し続ける）（ステップＳ１６）。
【００４２】
続いて、ＴＭＧａ（トリメチル・ガリウム）、ＴＭＩｎ（トリメチル・インジウム）、及びＮＨ３（アンモニア）からなる反応ガスとＰ型ドーパントガスとを用いて、Ｐ型ＧａＮの膜成長（３）を行う（ステップＳ１７）。
【００４３】
上述したように、本実施例の半導体製造装置及びその制御方法では、処理チャンバ１、分析及び制御ユニット２、ガスパネル３ａ、ガスパネル３ｂ、ヒータ電源４、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７が設けられる。処理チャンバ１には、ウェハ支持ペデスタル１１、ウェハ１２、パージガス導入口１３、排気口１４、温度センサ１５、回転軸部１６、軸受け部１７、モータ部１８、及びカウンタパージガス導入口１９が設けられる。膜成長用反応ガス及びキャリアガスは処理チャンバ１の上部からウェハ１２に導入される。ガスパネル３ｂから供給されるカウンタパージガスは、カウンタパージガス導入口１９を介して、カウンタパージされる領域に導入される。カウンタパージガスは、膜成長圧力の切り替え時に流量が変更されて適切な流量に自動的に調整される。
【００４４】
このため、カウンタパージガスにより、反応ガスなどによって処理チャンバ１内部に発生するパーティクルの回転機構部やヒータ部などへの侵入を防止することができる。また、パーティクルによる気相成長装置４０の異常発生を防止することができる。更に、膜成長用の反応ガス種切り替え時でのパーティクルを低減することができるので、製品歩留を向上させることができる。
【実施例３】
【００４５】
次に、本発明の実施例３に係る半導体製造装置について、図面を参照して説明する。図６は半導体製造装置としての気相成長装置の構成を示す概略図である。本実施例では、気相成長装置に導入される反応ガス及びキャリアガスの導入方向を変更している。
【００４６】
以下、実施例１と同一構成部分には、同一符号を付してその部分の説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
【００４７】
図６に示すように、気相成長装置４０ａには、処理チャンバ１ａ、分析及び制御ユニット２、ガスパネル３ｂ、ガスパネル３ｃ、ヒータ電源４、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７が設けられる。気相成長装置４０ｂは、光素子や高周波デバイスの膜成長に用いられる有機金属気相成長装置である。
【００４８】
処理チャンバ１ａには、ウェハ支持ペデスタル１１、ウェハ１２、排気口１４ａ、温度センサ１５、回転軸部１６、軸受け部１７、モータ部１８、及びカウンタパージガス導入口１９が設けられる。反応ガス及びキャリアガスは、処理チャンバ１ａの側面上部から導入される。
【００４９】
排気口１４ａは、処理チャンバ１の側面上部に設けられる。未反応反応ガス、キャリアガス、パージガス、及び膜生成で発生したパーティクル等は、排気口１４ａを介して処理チャンバ１ａの外部に排気される。
【００５０】
カウンタパージガス導入口１９は、処理チャンバ１の側面中央部に設けられる。ガスパネル３ｂから供給されるカウンタパージガスは、カウンタパージガス導入口１９を介して、軸受け部１７上部と、カウンタパージガス導入口１９の側面及び上部と、ウェハ支持ペデスタル１１下部とから構成される処理チャンバ１ａのカウンタパージされる領域に導入される。カウンタパージガスは、反応ガスなどによって処理チャンバ１ａ内部に発生するパーティクルが回転機構部やヒータ部などに侵入し、パーティクルによる気相成長装置４０ａの異常発生を防止する機能をする。ガスパネル３ｃは、分析及び制御ユニット２の制御により、反応ガス及びキャリアガスを処理チャンバ１ａに供給する。
【００５１】
ここでは、反応ガス及びキャリアガスを直接処理チャンバ１ａの側面上部から導入する横型気相成長装置について説明したが、反応ガス及びキャリアガスを処理チャンバ上部から導入してから両側に分流させて、ウェハ支持ペデスタル上のウェハに供給させる自公転方式気相成長装置にも適用することができる。
【００５２】
上述したように、本実施例の半導体製造装置では、処理チャンバ１ａ、分析及び制御ユニット２、ガスパネル３ｂ、ガスパネル３ｃ、ヒータ電源４、圧力計測手段５、濃度計測手段６、及びパーティクル計測手段７が設けられる。処理チャンバ１ａには、ウェハ支持ペデスタル１１、ウェハ１２、排気口１４ａ、温度センサ１５、回転軸部１６、軸受け部１７、モータ部１８、及びカウンタパージガス導入口１９が設けられる。膜成長用反応ガス及びキャリアガスは処理チャンバ１の側面上部からウェハ１２に導入される。ガスパネル３ｂから供給されるカウンタパージガスは、カウンタパージガス導入口１９を介して、カウンタパージされる領域に導入される。カウンタパージガスは、膜成長用の反応ガス種切り替え時或いは膜成長圧力の変更時に流量が変更されて適切な流量に自動的に調整される。
【００５３】
このため、カウンタパージガスにより、反応ガスなどによって処理チャンバ１内部に発生するパーティクルの回転機構部やヒータ部などへの侵入を防止することができる。また、パーティクルによる気相成長装置４０の異常発生を防止することができる。更に、膜成長用の反応ガス種切り替え時でのパーティクルを低減することができるので、製品歩留を向上させることができる。
【００５４】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更してもよい。
【００５５】
例えば、本実施例では、気相成長中にウェハ及びウェハ支持ペデスタルを回転させているが回転させずに気相成長を行ってもよい。また、パーティクル測定手段でモニタしたパーティクルの密度情報を分析及び制御ユニットに記憶させておき、気相成長中のガス種切り替え時、膜成長圧力変更時、或いは膜成長温度変更時にパーティクルの密度が所定の値以上になった場合に、例えば膜成長を止めて、カウンタパージガス流量を増加させてパーティクルを排気口から強制排気させてもよい。その場合、パーティクルがウェハ側に回り込まないようにキャリアガスやパージガスを増加させるのが好ましい。
【００５６】
本発明は、以下の付記に記載されているような構成が考えられる。  
（付記１）  処理チャンバ内に設けられ、ウェハと前記ウェハを載置するウェハ支持ペデスタルとを回転させるウェハ回転手段と、前記処理チャンバに膜成長用ガスを導入するガス導入手段と、前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、カウンタパージされる領域のパーティクルの密度をモニタするパーティクル計測手段と、前記パーティクルの密度が所定値を超えた場合に前記カウンタパージガス流量を増加させるカウンタパージ流量変更手段とを具備する半導体製造装置。
【００５７】
（付記２）  処理チャンバ内に設けられ、ウェハと前記ウェハを載置するウェハ支持ペデスタルとを回転させるウェハ回転手段と、前記処理チャンバにプロセスガスを導入するガス導入手段と、前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、カウンタパージされる領域のパーティクルの密度をモニタするパーティクル計測手段と、前記処理チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段と、前記チャンバ内の前記膜成長用ガス、前記キャリアガス、及び前記カウンタパージガスの濃度をモニタする濃度計測手段と、前記パーティクル計測手段により計測された前記パーティクルの密度が所定値を超えた場合、前記カウンタパージガス流量を増加させるカウンタパージ流量変更手段とを具備する半導体製造装置。
【００５８】
（付記３）  処理チャンバ内に設けられ、ウェハ支持ペデスタルを回転させ、ウェハを自公転させる回転手段と、前記処理チャンバにプロセスガスを導入するガス導入手段と、前記処理チャンバにカウンタパージガスを導入するカウンタパージガス導入手段と、カウンタパージされる領域のパーティクルの密度をモニタするパーティクル計測手段と、前記処理チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段と、前記チャンバ内の前記膜成長用ガス、前記キャリアガス、及び前記カウンタパージガスの濃度をモニタする濃度計測手段と、前記パーティクル計測手段により計測された前記パーティクルの密度が所定値を超えた場合、前記カウンタパージガス流量を増加させるカウンタパージ流量変更手段とを具備する半導体製造装置。
【００５９】
（付記４）  前記パーティクル計測手段は、レーザ光を照射するレーザ光源と、ラスタスキャンされた前記レーザ光を受講するＣＣＤ或いは光電子倍増管とを有する付記１乃至３のいずれかに記載の半導体製造装置。
【００６０】
（付記５）  ウェハを回転させながら前記ウェハ上に膜成長を行う半導体装置の制御方法であって、処理チャンバ内に第１のガス流量のカウンタパージガスを流しながら第１の膜成長を行うステップと、膜成長圧力の変更時に、カウンタパージガス流量を変更するステップと、前記処理チャンバ内に第２のガス流量のカウンタパージガスを流しながら第２の膜成長を行うステップとを具備する半導体製造装置の制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体製造装置としての気相成長装置の構成を示す概略図。
【図２】本発明の実施例１に係るカウンタパージガスの適正な流量範囲を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係る気相成長を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例１に係るガス種切り替え前後のパーティクルの密度の変化を示す図。
【図５】本発明の実施例２に係る気相成長を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例３に係る半導体製造装置としての気相成長装置の構成を示す概略図。
【符号の説明】
【００６２】
１、１ａ  処理チャンバ
２  分析及び制御ユニット
３ａ、３ｂ、３ｃ  ガスパネル
４  ヒータ電源
５  圧力計測手段
６  濃度計測手段
７  パーティクル計測手段
１１  ウェハ指示ペデスタル
１２  ウェハ
１３  パージガス導入口
１４、１４ａ  排気口
１５  温度センサ
１６  回転軸部
１７  軸受け部
１８  モータ部
１９  カウンタパージガス導入口
４０、４０ａ  気相成長装置
【図１】
2008160006.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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