(57)【要約】      （修正有）【課題】抵抗率を安定させるとともに、ドーパントガス用ボンベやマスフローコントローラの交換作業を要しない高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェハ製造装置を提供する。【解決手段】第１の希釈装置１００の前段に設けた第２の希釈装置２００には、ドーパントガス用ボンベ１から供給されるドーパントガスと希釈ガス用ボンベ２から供給される希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にして第１の希釈装置のドーパントガス供給口１１３に供給する第１の供給ライン２０１と、ドーパントガス用ボンベ１から供給されるドーパントガスを直接第１の希釈装置のドーパントガス供給口１１３に供給する第２の供給ライン２０２と、第１の供給ライン２０１と第２の供給ライン２０２のいずれかを選択的に切り換える切換手段２０３を設ける。【選択図】  図１
2004179499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドーパントガスが貯留されたドーパントガス用ボンベと、希釈ガスが貯留された希釈ガス用ボンベと、ドーパントガス供給口と希釈ガス供給口とが設けられドーパントガス供給口から供給されたドーパントガスと希釈ガス供給口から供給された希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にしてエピタキシャル成長炉に供給する第１の希釈装置とを備え、エピタキシャル成長炉でドーパントガスを半導体ウェーハ上に流すことによってエピタキシャル成長層を形成して半導体エピタキシャルウェーハを製造するようにした半導体エピタキシャルウェーハの製造装置において、
前記第１の希釈装置の前段に、第２の希釈装置を設け、当該第２の希釈装置は、
ドーパントガス用ボンベから供給されるドーパントガスと希釈ガス用ボンベから供給される希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にして前記第１の希釈装置のドーパントガス供給口に供給する第１の供給ラインと、
ドーパントガス用ボンベから供給されるドーパントガスを直接前記第１の希釈装置のドーパントガス供給口に供給する第２の供給ラインと、
第１の供給ラインと第２の供給ラインのいずれかを選択的に切り換える切換手段と
を備えたこと
を特徴とする半導体エピタキシャルウェーハの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体エピタキシャルウェーハの製造装置に関し、特に高抵抗率のエピタキシャル成長層をもつ半導体エピタキシャルウェーハを製造できる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスのうち、いくつかの種類のデバイスは、シリコンウェーハ上にエピタキシャル成長層の薄膜を形成する工程を経て作製される。
【０００３】
エピタキシャル成長薄膜形成用の原料ガスとしては例えばＳｉＨ４  （モノシラン）、ＳｉＨＣｌ３  （トリクロロシラン）などが使用される。たとえばＰ型の半導体デバイスを作製する場合にはシリコンウェーハ基板に不純物としてボロンＢが添加されエピタキシャル成長層にも同じ不純物ボロンＢが添加される。このためＰ型のドープガスＢ２Ｈ６  （ジボラン）などが使用される。
【０００４】
なお以下の説明では「ドープガス」をＢ２Ｈ６  （ジボラン）が１００％のガスの意味で、また「ドーパントガス」をＢ２Ｈ６  （ジボラン）が予めＨ２  により希釈されているガス（Ｂ２Ｈ６  ＋Ｈ２  ）の意味で使用する。
【０００５】
エピタキシャル成長炉（チャンバ）内にはサセプタが設けられている。
【０００６】
エピタキシャル成長炉の外部には加熱用ランプが設けられており、加熱用ランプが発光することにより輻射熱が石英ガラス製の炉壁を通してシリコンウェーハ基板に加えられる。これによりシリコンウェーハ基板は気相成長に適した成長温度に達する。
【０００７】
エピタキシャル成長炉のガス導入口から原料ガス、ドーパントガス、キャリアガスからなる成長ガスが炉内に供給され、サセプタの面に沿って流される。サセプタを通過した成長ガスがチャンバのガス排気口から排気される。
【０００８】
このため原料ガスがシリコンウェーハ基板上で化学反応し、シリコンウェーハ基板の表面に同じシリコンのエピタキシャル成長層の薄膜が形成され、シリコンエピタキシャルウェーハが作製される。たとえばドーパント濃度が高い（抵抗率Ω・ｃｍが低い）シリコンウェーハ基板の上にドーパント濃度が低い（抵抗率Ω・ｃｍが高い）エピタキシャル成長層が形成される。
【０００９】
ここでエピタキシャル成長炉の前段には、ドーパントガス用ボンベに貯留されたドーパントガスを希釈ガスによって希釈してエピタキシャル成長炉に供給する希釈装置が設けられている。ドーパントガス用ボンベは１式のエピタキシャル成長炉毎に設けられているか（個別供給）、全体のエピタキシャル成長炉につき１式のドーパントガス用ボンベが設けられている（集中供給）。
【００１０】
ドーパントガスの希釈は、ドーパントガスの流量をマスフローコントローラ（質量流量コントローラ）で調整するとともに、希釈ガスの流量をマスフローコントローラで調整しこれらをミキサで混合することによって行われる。ミキサで両ガスが混合されることで希釈されたドーパントガスがシリコンウェーハ基板上に供給される。ドーパントガスの希釈率（ドーパントガス濃度）は、（ドーパントガス流量）／（希釈ガスの流量＋ドーパントガスの流量）で定まり、ドーパントガスの希釈率と、ボンベに貯留されたドーパントガス中のドープガスの濃度に比例して、エピタキシャル成長層のドーパント濃度（抵抗率）が定まる。
【００１１】
ドーパントガスの最小希釈率（ドーパントガス最低濃度）はマスフローコントローラの性能つまりマスフローコントローラで高精度に流量制御し得る最小流量によって規定される。
【００１２】
半導体デバイスには通常、５〜１０Ω・ｃｍ程度の低抵抗率（高ドーパント濃度）のものが要求されており、このためドーパントガスを希釈する上でマスフローコントローラの性能は問題にならない。たとえば１００ｐｐｍ程度の高濃度のドープガスＢ２Ｈ６  を含んだドーパントガスが貯留されたドーパントガス用ボンベ（高濃度品）からドーパントガスを希釈装置に供給して、これを希釈ガスＨ２  によって１ｐｐｍ程度のドープガスＢ２Ｈ６  の濃度のドーパントガスに希釈する上では、マスフローコントローラの制御範囲内であるため、制御精度は問題にならない。
【００１３】
しかし近年半導体デバイスの種類によっては、１００〜５００Ω・ｃｍ程度の高抵抗率（低ドーパント濃度）のものが要求されている。このような高抵抗率のエピタキシャル成長層をもつシリコンエピタキシャルウェーハ（高抵抗率品）を製造するには、同じ高濃度品のドーパントガス用ボンベから１００ｐｐｍのドーパントガスを希釈装置に供給して、これを希釈ガスＨ２  によって０．０１ｐｐｍ程度のドーパントガスに希釈しなければならないが、このような極小の濃度に希釈することはマスフローコントローラの性能を超えてしまう。
【００１４】
そこで高抵抗品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造する際には、ドーパントガス用ボンベを高濃度品から、１ｐｐｍ程度の低濃度のドーパントガスが貯留されたドーパントガス用ボンベ（低濃度品）に交換した上で希釈することが考えられる。また小流量レンジのマスフローコントローラに交換する方法も考えられる。
【００１５】
しかし、
ａ）ガスボンベの交換を、個別供給あるいは集中供給でガス供給が行われるシステムで行うことにすると、交換作業のたびに作業が中断されることになってエピタキシャル成長工程の作業効率が低下する。とりわけ集中供給でガス供給が行われるシステムの場合、作業効率の低下は大きい。
【００１６】
ｂ）また低濃度品のドーパントガス用ボンベは、ドーパントガスの濃度を段階的に希釈することで製造されるため濃度の誤差が大きくなることが予想される。
【００１７】
ｃ）またマスフローコントローラの交換工事を行った場合には、工事により配管を大気に晒すことになり、配管内部を汚染させる危険性が高い。
【００１８】
このため高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するにあたり、抵抗率を品質的に安定させるとともに、ドーパントガス用ボンベの交換作業を要しないシステムの開発が要請されている。
【００１９】
ドーパントガスを希釈することに関連する従来技術として以下のものがある。
【００２０】
（従来技術１）
特許文献１（特開平３−２９０３９５号公報）には、図４に示すように、高濃度品のドーパントガス用ボンベ１００１からマスフローコントローラ１００２を介してサブチャンバ１００３にドーパントガスＢ２Ｈ６を供給するとともに、希釈ガス用ボンベ１００７から希釈ガスＳｉ２Ｈ６  をマスフローコントローラ１００８を介してサブチャンバ１００３に供給して両ガスをサブチャンバ１００３で混合して、これをマスフローコントローラ１００４を介してエピタキシャル成長炉１００６に供給するとともに希釈ガス用ボンベ１００７から希釈ガスＳｉ２Ｈ６  をマスフローコントローラ１００５を介してエピタキシャル成長炉１００６に供給して両ガスをエピタキシャル成長炉１００６で混合することで、後段のマスフローコントローラ１００４、１００５の性能では達成できない低い希釈率まで希釈して高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するという発明が記載されている。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術１によれば、確かに高濃度品のガスボンベ１００１を使用したままで高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。
【００２２】
しかしこの従来技術１の装置で、低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造しようとすると、高濃度品のドーパントガス用ボンベ１００１から出たドーパントガスは必ず前段のマスフローコントローラ１００２と、後段のマスフローコントローラ１００４を通過しなければならないため、ドーパントガスの最大希釈率（ドーパントガス最高濃度）はマスフローコントローラ１００２、１００４の最大流量によって制限されることになる。通常、ドーパントガス用マスフローコントローラの流量レンジは、希釈ガスの流量レンジより小さな値に設定される。このためマスフローコントローラ１００２、１００４を最大流量にしたとしても後段の希釈ガスのマスフローコントローラ１００５と後段のドーパントガスのマスフローコントローラ１００４の流量比による希釈は避けられない。
【００２３】
したがって低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するには、マスフローコントローラ１００４からサブチャンバ１００３を切り離して、ドーパントガス用ボンベ１００１を直接マスフローコントローラ１００４に接続し直さなければならず、大がかりな装置の改変が必要となる。
【００２４】
すなわち従来技術１にあっては、前段のマスフローコントローラ１００２の最大流量を超えた流量を、後段のマスフローコントローラ１００４に供給できないため、低抵抗率品の製造に限界があるとともに、前段のマスフローコントローラ１００２の限界を超えた低抵抗率品を製造するには、ガスボンベ１００１を接続し直すなどの装置の大がかりな変更が必要であった。
【００２５】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、上述したａ）、ｂ）、ｃ）の問題を解決して、高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するにあたり、抵抗率を品質的に安定させるとともに、ドーパントガス用ボンベやマスフローコントローラの交換作業を要しないシステムにし、更にこのシステムで従来と同様の低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを容易に製造できるようにすることを解決課題とするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段、作用および効果】
本発明は、ドーパントガスが貯留されたドーパントガス用ボンベと、希釈ガスが貯留された希釈ガス用ボンベと、ドーパントガス供給口と希釈ガス供給口とが設けられドーパントガス供給口から供給されたドーパントガスと希釈ガス供給口から供給された希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にしてエピタキシャル成長炉に供給する第１の希釈装置とを備え、エピタキシャル成長炉でドーパントガスを半導体ウェーハ上に流すことによってエピタキシャル成長層を形成して半導体エピタキシャルウェーハを製造するようにした半導体エピタキシャルウェーハの製造装置において、
前記第１の希釈装置の前段に、第２の希釈装置を設け、当該第２の希釈装置は、
ドーパントガス用ボンベから供給されるドーパントガスと希釈ガス用ボンベから供給される希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にして前記第１の希釈装置のドーパントガス供給口に供給する第１の供給ラインと、
ドーパントガス用ボンベから供給されるドーパントガスを直接前記第１の希釈装置のドーパントガス供給口に供給する第２の供給ラインと、
第１の供給ラインと第２の供給ラインのいずれかを選択的に切り換える切換手段と
を備えたこと
を特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、図１に示すように、第１の希釈装置１００の前段に、第２の希釈装置２００が設けられる。この第２の希釈装置２００には、ドーパントガス用ボンベ１から供給されるドーパントガスと希釈ガス用ボンベ２から供給される希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にして第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３に供給する第１の供給ライン２０１が設けられている。
【００２８】
また第２の希釈装置２００には、ドーパントガス用ボンベ１から供給されるドーパントガスを直接第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３に供給する第２の供給ライン２０２が設けられている。
【００２９】
そして第２の希釈装置２００には、第１の供給ライン２０１と第２の供給ライン２０２のいずれかを選択的に切り換える切換手段２０３が設けられている。
【００３０】
切換手段２０３によって第１の供給ライン２０１に切り換えられた場合には、マスフローコントローラ２０４によってドーパントガスの流量が調整されるとともに、マスフローコントローラ２０５によって希釈ガスの流量が調整されて、所定の濃度にまで希釈されたドーパントガスが第１の供給ライン２０１を経由して、第１の希釈装置１００に供給される。第１の希釈装置１００では、第２の希釈装置２００と同様にして、第２の希釈装置２００で所定の濃度にまで希釈されたドーパントガスが更に希釈ガスによって所定の濃度にまで希釈されて、後段のエピタキシャル成長炉３に供給される。これによりエピタキシャル成長炉３で極めて高抵抗率（低ドーパント濃度）のシリコンエピタキシャルウェーハが製造される。
【００３１】
これに対して切換手段２０３によって第２の供給ライン２０２に切り換えられた場合には、ドーパントガス用ボンベ１から出たドーパントガスは第２の供給ライン２０２を経由して直接第１の希釈装置１００に供給される。第１の希釈装置１００では、ドーパントガス用ボンベ１内の高濃度のドーパントガスが希釈ガスによって希釈される。このため極めて高濃度にドーパントガスを希釈することができる。そしてこのように極めて高濃度のドーパントガスが第１の希釈装置１００からエピタキシャル成長炉３に供給される。これによりエピタキシャル成長炉３で極めて低抵抗率（高ドーパント濃度）のシリコンエピタキシャルウェーハが製造される。
【００３２】
このように本発明によれば、高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造する際には、高濃度品のドーパントガス用ボンベ１をそのまま使用でき低濃度品のボンベに交換する必要がなく、またマスフローコントローラを交換する工事をする必要もないので、上述したａ）、ｂ）、ｃ）の問題が解決され、高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するにあたり、抵抗率を品質的に安定させるとともに、ドーパントガス用ボンベの交換作業を要しないシステムを実現することができる。
【００３３】
また低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するには、切換手段２０３を動作させるだけでよく、大がかりな装置の改変を要しない。このため従来と同様の低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを容易に製造することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して実施形態を説明する。なお本実施形態では、エピタキシャル成長薄膜形成用の原料ガスとしてＳｉＨＣｌ３  （トリクロロシラン）を使用し、Ｐ型のシリコンエピタキシャルウェーハを作製する場合を想定する。このためシリコンウェーハ基板に不純物としてボロンＢを添加されたものを用い、Ｐ型のドープガスＢ２Ｈ６  （ジボラン）を使用してエピタキシャル成長層に同じく不純物としてボロンＢを添加する場合を想定する。しかし本発明としては原料ガス、ドープガスの種類は任意である。すなわちＰ型のシリコンエピタキシャルウェーハを作製する場合のみならず、Ｎ型のシリコンエピタキシャルウェーハを作製する場合にも適用することができる。また不純物としてボロンＢ以外に砒素Ａｓ、リンＰなどを添加する場合にも適用することができる。
【００３５】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に用いられるシリコンエピキシャルウェーハ製造装置を示しており、ガスボンベから供給されるドーパントガスを希釈してエピタキシャル成長炉３に供給してシリコンエピタキシャルウェーハを製造する装置の構成を示している。
【００３６】
エピタキシャル成長炉（チャンバ）３内にはサセプタが設けられている。
【００３７】
エピタキシャル成長炉３の外部には加熱用ランプが設けられており、加熱用ランプが発光することにより輻射熱が石英ガラス製の炉壁を通してシリコンウェーハ基板に加えられる。これによりシリコンウェーハ基板は気相成長に適した成長温度に達する。
【００３８】
エピタキシャル成長炉３のガス導入口３ａからは後述するように原料ガス、ドーパントガス、キャリアガスからなる成長ガスが炉内に供給され、サセプタの面に沿って流される。サセプタを通過した成長ガスがチャンバのガス排気口３ｂから排気される。
【００３９】
このため原料ガスがシリコンウェーハ基板上で化学反応し、シリコンウェーハ基板の表面に同じシリコンのエピタキシャル成長層の薄膜が形成され、シリコンエピタキシャルウェーハが作製される。たとえばドーパント濃度が高い（抵抗率Ω・ｃｍが低い）シリコンウェーハ基板の上にドーパント濃度が低い（抵抗率Ω・ｃｍが高い）エピタキシャル成長層が形成される。
【００４０】
原料ガス（ＳｉＨＣｌ３  ）は原料ガス用ボンベ４に貯留されており、キャリアガス（Ｈ２）はキャリアガス用ボンベ５に貯留されている。原料ガス用ボンベ４内の原料ガスとキャリアガス用ボンベ５内のキャリアガスは混合され、マスフローコントローラ６で流量が調整された上で、管路１１９を通りエピタキシャル成長炉３のガス導入口３ａを介して炉内に供給される。
【００４１】
ドーパントガス（Ｂ２Ｈ６  ＋Ｈ２）はドーパントガス用ボンベ１に貯留されており、希釈ガス（Ｈ２）は希釈ガス用ボンベ２に貯留されている。ドーパントガス用ボンベ１内には、１００％のドープガス（Ｂ２Ｈ６  ）が予め希釈ガス（Ｈ２）により所定の高濃度（１００ｐｐｍ程度）に希釈された状態で貯留されている。
【００４２】
エピタキシャル成長炉３の前段には、第１の希釈装置１００が設けられている。第１の希釈装置１００の前段には、第２の希釈装置２００が設けられている。
【００４３】
第１の希釈装置１００には、ドーパントガス供給口１１３と希釈ガス供給口１１４とドーパントガス排出口１１１と排気口１１２が設けられている。
【００４４】
第２の希釈装置２００には、ドーパントガス供給口２１３と希釈ガス供給口２１４とドーパントガス排出口２１１と排気口２１２が設けられている。
【００４５】
第１の希釈装置１００のドーパントガス排出口１１１は管路１１８を介してエピタキシャル成長炉３のガス導入口３ａに連通している。排気口１１２は排気管を介して除害装置に連通している。希釈ガス供給口１１４は管路１１７を介して希釈ガス用ボンベ２の吐出口に連通している。
【００４６】
第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３は管路２１６を介して第２の希釈装置２００のドーパントガス排出口２１１に連通している。
【００４７】
第２の希釈装置２００の排気口２１２は排気管を介して除害装置に連通している。希釈ガス供給口２１４は管路２１７を介して希釈ガス用ボンベ２の吐出口に連通している。第２の希釈装置２００のドーパントガス供給口２１３は管路１１６を介してドーパントガス用ボンベ１の吐出口に連通している。
【００４８】
第１の希釈装置１００は、第２の希釈装置２００のドーパントガス排出口２１１、管路２１６を介してドーパントガス供給口１１３に供給されたドーパントガスと、希釈ガス用ボンベ２、管路１１７を介して希釈ガス供給口１１４に供給された希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にして、ドーパントガス排出口１１１、管路１１８、ガス導入口３ａを介してエピタキシャル成長炉３内に供給する。
【００４９】
第２の希釈装置２００では、つぎの２つの処理が行われる。
【００５０】
（高抵抗率品製造時処理）  この場合、第２の希釈装置２００は、ドーパントガス用ボンベ１、管路１１６を介してドーパントガス供給口２１３に供給されたドーパントガスと、希釈ガス用ボンベ２、管路２１７を介して希釈ガス供給口２１４に供給された希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にして、ドーパントガス排出口２１１、管路２１６を介して第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３に供給する。
【００５１】
（低抵抗率品製造時処理）  この場合、第２の希釈装置２００は、ドーパントガス用ボンベ１、管路１１６を介してドーパントガス供給口２１３に供給されたドーパントガスを直接、管路２０２を介しドーパントガス排出口２１１から排出し、管路２１６を介して第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３に供給する。
【００５２】
すなわち第２の希釈装置２００には、ドーパントガス用ボンベ１から供給されるドーパントガスと希釈ガス用ボンベ２から供給される希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にしてドーパントガス排出口２１１から排出する第１の管路２０１と、ドーパントガス用ボンベ１から供給されるドーパントガスを直接ドーパントガス排出口２１１から排出するバイパス管路としての第２の管路２０２とが設けられている。
【００５３】
第１の管路２０１上には、ドーパントガス用のマスフローコントローラ２０４が設けられているとともに、ドーパントガスと希釈ガスとを導入してこれら両ガスを混合した上で排出するミキサ２０８が設けられている。
【００５４】
第２の管路２０２は、マスフローコントローラ２０４の入口からミキサ２０８の出口までをバイパスするバイパス管路であり、第２の管路２０２上には、第１の管路２０１、第２の管路２０２のいずれか一方の管路を選択的に切り換えて、ドーパントガスをいずれかの管路に沿って通過させる切換手段としての開閉弁２０３が設けられている。
【００５５】
開閉弁２０３が閉じられた場合には第１の管路２０１が選択され、この第１の管路２０１に沿ってドーパントガスが通過する。
【００５６】
すなわちドーパントガス用ボンベ１から出たドーパントガスは、マスフローコントローラ２０４によって、その流量が調整される。一方希釈ガス用ボンベ２から出た希釈ガスは、マスフローコントローラ２０５によって、その流量が調整される。そして流量が調整された両ガスはそれぞれミキサ２０８に導入され両ガスが混合されてミキサ２０８から排出される。
【００５７】
ここで、ドーパントガスの希釈率（ドーパントガス濃度）は、（ドーパントガス流量）／（希釈ガスの流量＋ドーパントガスの流量）で定まり、ドーパントガスの希釈率に反比例し、ボンベに貯留されたドーパントガス中のドープガスの濃度に比例して、エピタキシャル成長層のドーパント濃度（抵抗率）が定まる。
【００５８】
図２はマスフローコントローラを制御する制御系の構成を示している。同図２に示すように、第２の希釈装置２００には第２の濃度設定コントローラ２３０が設けられている。第２の濃度設定コントローラ２３０には、所望するドーパントガスの濃度（目標濃度）が設定、入力される。上述したようにドーパントガスの濃度は、マスフローコントローラ２０４の流量（ドーパントガスの流量）とマスフローコントローラ２０５の流量（希釈ガスの流量）との比率によって定まるので、これらの流量比が設定、入力される。
【００５９】
第２の濃度設定コントローラ２３０に入力された目標濃度（流量比）に対応する流量指令がマスフローコントローラ２０４、２０５にそれぞれ与えられる。このためマスフローコントローラ２０４、２０５でそれぞれ流量が調整されて、両マスフローコントローラ２０４、２０５の流量比は、第２の濃度設定コントローラ２３０で設定された目標濃度に応じたものとなる。なお第２の濃度設定コントローラ２３０は、マスフローコントローラ２０４、２０５の実際の流量をフィードバックして、各マスフローコントローラ２０４、２０５の実際の流量と指令した流量との誤差を調整している。
【００６０】
またミキサ２０８の後段には濃度検出器２１５が設けられている。濃度検出器２１５では、ミキサ２０８によって希釈されたドーパントガスの実際の濃度が検出される。濃度検出器２１５で検出されたドーパントガスの実際の濃度は第２の濃度設定コントローラ２３０にフィードバックされ、実際の濃度と目標濃度との誤差が第２の濃度設定コントローラ２３０で調整される。
【００６１】
このようにマスフローコントローラ２０４、２０５によって流量比が調整されミキサ２０８で混合されることで、希釈されたドーパントガスは、第１の管路２０１を経由してドーパントガス排出口２１１から排出され、管路２１６を介して第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３に供給される。
【００６２】
このためドーパントガス用ボンベ１に貯留された１００ｐｐｍ程度の高濃度のドーパントガスを、１ｐｐｍ程度の低濃度にまで希釈して第１の希釈装置１００に供給することができる。
【００６３】
これに対して開閉弁２０３が開かれた場合には第２の管路２０２が選択され、この第２の管路２０２に沿ってドーパントガスが通過する。
【００６４】
すなわちドーパントガス用ボンベ１から出たドーパントガスは、マスフローコントローラ２０４、ミキサ２０８を通過することなく、第２の管路２０２を経由して直接ドーパントガス排出口２１１から排出され、管路２１６を介して第１の希釈装置１００のドーパントガス供給口１１３に供給される。
【００６５】
このためドーパントガス用ボンベ１に貯留された１００ｐｐｍ程度の高濃度のドーパントガスを、そのままの高濃度で第１の希釈装置１００に供給することができる。
【００６６】
なおドーパントガス供給口２１３とマスフローコントローラ２０４との間の管路上には、レギュレータ２０６が設けられている。同様に希釈ガス供給口２１４とマスフローコントローラ２０５との間の管路上には、レギュレータ２０７が設けられている。
【００６７】
レギュレータ２０６、２０７では、マスフローコントローラ２０４、２０５を通過するガスの圧力がそれぞれ設定される。レギュレータ２０６、２０７では、ドーパントガスを希釈するときにガスが安定して希釈できる圧力に設定される。
【００６８】
ミキサ２０８の出口は管路２１０を介して排気口２１２に連通している。管路２１０、排気口２１２は、混合、希釈されたドーパントガスの一部を外部に排気して、ドーパントガスを安定して第１の希釈装置１００、エピタキシャル成長炉３側に供給するために設けられている。管路２１０上には保圧弁２２０が設けられている。保圧弁２２０は、管路２１０側を一定圧力に保つように動作する。これによってマスフローコントローラ２０４、２０５を安定に動作させることができる。
【００６９】
第１の希釈装置１００には、ドーパントガス供給口１１３から供給されるドーパントガスと希釈ガス用ボンベ２から供給される希釈ガスとを混合しドーパントガスを所定の濃度にしてドーパントガス排出口１１１から排出する第１の管路１０１が設けられている。
【００７０】
第１の管路１０１上には、ドーパントガス用のマスフローコントローラ１０４が設けられているとともに、ドーパントガスと希釈ガスとを導入してこれら両ガスを混合した上で排出するミキサ１０８が設けられている。
【００７１】
すなわち第２の希釈装置２００のドーパントガス排出口２１１から排出されたドーパントガスは、第１の希釈装置１００に供給され、マスフローコントローラ１０４によって、その流量が調整される。一方希釈ガス用ボンベ２から出た希釈ガスは、マスフローコントローラ１０５によって、その流量が調整される。そして流量が調整された両ガスはそれぞれミキサ１０８に導入され両ガスが混合されてミキサ１０８から排出される。
【００７２】
図２の制御系で示すように、第１の希釈装置１００には第１の濃度設定コントローラ１３０が設けられている。第１の濃度設定コントローラ１３０には、所望するドーパントガスの濃度（目標濃度）が設定、入力される。上述したようにドーパントガスの濃度は、マスフローコントローラ１０４の流量（ドーパントガスの流量）とマスフローコントローラ１０５の流量（希釈ガスの流量）との比率によって定まるので、これらの流量比が設定、入力される。
【００７３】
第１の濃度設定コントローラ１３０に入力された目標濃度（流量比）に対応する流量指令がマスフローコントローラ１０４、１０５にそれぞれ与えられる。このためマスフローコントローラ１０４、１０５でそれぞれ流量が調整されて、両マスフローコントローラ１０４、１０５の流量比は、第１の濃度設定コントローラ１３０で設定された目標濃度に応じたものとなる。なお第１の濃度設定コントローラ１３０は、マスフローコントローラ１０４、１０５の実際の流量をフィードバックして、各マスフローコントローラ１０４、１０５の実際の流量と指令した流量との誤差を調整している。
【００７４】
またミキサ１０８の後段には濃度検出器１１５が設けられている。濃度検出器１１５では、ミキサ１０８によって希釈されたドーパントガスの実際の濃度が検出される。濃度検出器１１５で検出されたドーパントガスの実際の濃度は第１の濃度設定コントローラ１３０にフィードバックされ、実際の濃度と目標濃度との誤差が第１の濃度設定コントローラ１３０で調整される。
【００７５】
このようにマスフローコントローラ１０４、１０５によって流量比が調整されミキサ１０８で混合されることで、希釈されたドーパントガスは、第１の管路１０１を経由してドーパントガス排出口１１１から排出され、管路１１８を介してエピタキシャル成長炉３内に供給される。
【００７６】
なおドーパントガス供給口１１３とマスフローコントローラ１０４との間の管路上には、レギュレータ１０６が設けられている。同様に希釈ガス供給口１１４とマスフローコントローラ１０５との間の管路上には、レギュレータ１０７が設けられている。
【００７７】
レギュレータ１０６、１０７では、マスフローコントローラ１０４、１０５を通過するガスの圧力がそれぞれ設定される。レギュレータ１０６、１０７では、ドーパントガスを希釈するときにガスが安定して希釈できる圧力に設定される。
【００７８】
ミキサ１０８の出口は管路１１０を介して排気口１１２に連通している。管路１１０、排気口１１２は、混合、希釈されたドーパントガスの一部を外部に排気して、ドーパントガスを安定してエピタキシャル成長炉３側に供給するために設けられている。管路１１０上には保圧弁１２０が設けられている。保圧弁１２０は、管路１１０側を一定圧力に保つように動作する。これによってマスフローコントローラ１０４、１０５を安定に動作させることができる。
【００７９】
図１の動作について説明する。
【００８０】
高抵抗率品製造時処理時には、第２の希釈装置２００で開閉弁２０３が閉動作する。このため第２の希釈装置２００ではドーパントガス用ボンベ２内の高濃度（１００ｐｐｍ程度）のドーパントガスが低濃度（１ｐｐｍ程度）に希釈された上で第１の希釈装置１００に供給される。第１の希釈装置１００では、第２の希釈装置２００より供給された低濃度（１ｐｐｍ程度）のドーパントガスが更に低濃度（０．０１ｐｐｍ程度）に希釈される。そして低濃度のドーパントガスがエピタキシャル成長炉３に供給される。これによりエピタキシャル成長炉３で極めて高抵抗率（低ドーパント濃度）のシリコンエピタキシャルウェーハが製造される。
【００８１】
これに対して低抵抗率品製造処理時には、第２の希釈装置２００で開閉弁２０３が開動作する。このため高濃度（１００ｐｍ程度）のドーパントガスが直接第２の希釈装置２００を介して第１の希釈装置１００に供給される。第１の希釈装置１００では、ドーパントガス用ボンベ１内の高濃度のドーパントガスが、希釈ガスによって希釈されるため極めて高濃度にドーパントガスを希釈することができる。そして第１の希釈装置１００から極めて高濃度のドーパントガスがエピタキシャル成長炉３に供給される。このように極めて高濃度のドーパントガスが第１の希釈装置１００からエピタキシャル成長炉３に供給されるため、エピタキシャル成長炉３で極めて低抵抗率（高ドーパント濃度）のシリコンエピタキシャルウェーハが製造される。
【００８２】
このように本実施形態によれば、高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造する際には、高濃度品のドーパントガス用ボンベ１をそのまま使用でき低濃度品のボンベに交換する必要がなく、またマスフローコントローラの交換工事をする必要もないので、前述した従来技術で発生するａ）、ｂ）、ｃ）の問題が解決され、高抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するにあたり、抵抗率を品質的に安定させるとともに、ドーパントガス用ボンベの交換作業を要しないシステムを実現することができる。
【００８３】
また低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを製造するには、開閉弁２０３を動作させるだけでよく、大がかりな装置の改変を要しない。このため従来と同様の低抵抗率品のシリコンエピタキシャルウェーハを容易に製造することができる。
【００８４】
（第２の実施形態）
図３（ａ）は第２の実施形態に用いられるシリコンエピキシャルウェーハ製造装置を示している。
【００８５】
図１では第１の希釈装置１００と第２の希釈装置２００とが別々の筐体であることを想定しているが、図３（ａ）に示すように既存の第１の希釈装置１００に、第２の希釈装置２００を後付けで組み込むようにしてもよい。
【００８６】
図３（ａ）は既存の第１の希釈装置１００に第２の希釈装置２００が組み込まれた装置構成を示し、図３（ｂ）は第２の希釈装置２００が組み込まれる前の既存の第１の希釈装置１００の構成の一部を示している。
【００８７】
なお図３（ａ）、（ｂ）で図１と同一の符号のものは図１と同一の機能のものであるとしてその説明を適宜省略する。また図３（ａ）、（ｂ）では図１、図２に示される構成要素を適宜省略して図示している。
【００８８】
既存の第１の希釈装置１００（図３（ｂ）参照）では、管路１１６はマスフローコントローラ１０４に直接接続されている。このためドーパントガス用ボンベ１内のドーパントガスは管路１１６を介してマスフローコントローラ１０４に供給されるとともに、希釈ガス用ボンベ２内の希釈ガスは管路１１７を介してマスフローコントローラ１０５に供給される。マスフローコントローラ１０４、１０５でドーパントガスの流量、希釈ガスの流量がそれぞれ調整され、ミキサ１０８で両ガスが混合されて、ドーパントガスが希釈される。希釈されたドーパントガスは管路１１８を介してエピタキシャル成長炉３内に供給される。
【００８９】
既存の第１の希釈装置１００に第２の希釈装置２００を組み込む場合には（図３（ａ）参照）、既存の管路１１７に分岐管路２１７を新たに設けて、この管路２１７を第２の希釈装置２００の希釈ガス供給口２１４に接続するともに、既存の管路１１６を第２の希釈装置２００のドーパントガス供給口２１３に接続する。このようにして既存の希釈装置１００に、第２の希釈装置２００の機能を容易に組み込むことができる。このためシステムの改変が大がかりなものとならず、工数、部品点数を少なくすることができる。
【００９０】
なお以上説明した実施形態ではシリコンウェーハを想定したが、シリコンウェーハ以外のＧａＡｓ（ガリウム砒素）などの半導体ウェーハを製造する場合にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は第１の実施形態のシリコンエピタキシャルウェーハの製造装置の構成を示す図である。
【図２】図２は実施形態の制御系の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）は第２の実施形態のシリコンエピタキシャルウェーハの製造装置の構成を示す図で、図３（ｂ）は既存の装置構成を示す図である。
【図４】図４は従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１  ドーパントガス用ボンベ
２  希釈ガス用ボンベ
３  エピタキシャル成長炉
１００  第１の希釈装置
２００  第２の希釈装置
２０１  第１の管路（第１の供給ライン）
２０２  第２の管路（第２の供給ライン）
２０３  開閉弁
【図１】
2004179499.tif 000003
【図２】
2004179499.tif 000004
【図３】
2004179499.tif 000005
【図４】
2004179499.tif 000006