專利名稱：氣相生長方法及氣相生長裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣相生長方法以及氣相生長裝置，特別是涉及一種可形成均一的外延生長層的氣相生長方法以及氣相生長裝置。
背景技術：
在半導體的制造方法中，在基板的表面形成氧化膜、氮化膜或硅膜等薄膜的裝置中，使用有熱CVD裝置、等離子CVD裝置、外延生長裝置等(參考專利文獻1)。圖6中，表示現(xiàn)有的MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition有機金屬化學氣相蒸鍍)裝置的一例。該MOCVD裝置因原料氣體的流路沿橫方向水平，故而一般稱為橫型MOCVD裝置。橫型MOCVD裝置如圖6所示，含有以長方體形狀的腔室1構成的反應室2與貫通反應室2的流路5。流路5在一端設有氣體供給口3，在另一端設有氣體排出口4。又，在流路的大致中央部形成有開口部6，在開口部6設置有基座9，基座9含有保持被處理基板7的基板保持構件8。又，在基座9的下部設置有用以加熱被處理基板7的基板加熱器10。
這些配置關系系流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板保持構件8的表面21以位于同一平面上的方式而設置(參考專利文獻2)。另外，也有如下設置的情形，即在基板保持構件8形成的凹部安裝被處理基板7，將基板保持構件8的表面21與基板的晶體生長面22設置在同一平面，使得被處理基板7的晶體生長面22也位于同一平面上(參考專利文獻3)。在基板成膜時，原料氣體15自氣體供給口3導入至流路5內(nèi)，通過在基板加熱器10上促進被處理基板7上的成膜化學反應，使得在被處理基板7上形成薄膜。而后，形成通過被處理基板7上的原料氣體15自氣體排出口4排出的構造。
在相關的橫型MOCVD反應爐中，為實現(xiàn)品質(zhì)良好的優(yōu)良晶體生長，必須使在流路5內(nèi)流動于的原料氣體15在位于高溫的基座9上的被處理基板7附近，原料氣體15的流速分布或溫度在空間上為均一，且原料氣體15的流動中不產(chǎn)生漩渦或混亂的層流的方式，需要在原料氣體15的流動方法或溫度的控制、反應爐的各種構成等方面加以改善。其中，由于基板保持構件8的表面21與流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20的相對位置關系，被處理基板7附近的原料氣體15的流動產(chǎn)生極大變化且會對于薄膜的均一形成造成較大影響，故而相對位置關系的精度要求為0.1mm以下的精度，因此決定位置的精度成為非常重要的課題。
因此，作為改良制造步驟中的靜態(tài)狀態(tài)的方法，例如揭示有以下方法在基座的上流側(cè)，以接近基座的方式設有為了預備加熱原料氣體的加熱部，通過加熱時的上升氣流，使湍流化的原料氣體復歸于層流，在基板上原料氣體成為層流。又，為使再湍流化的位置移動至更下流側(cè)，確?；迳系膶恿骰?，在基座的下流側(cè)也以接近基座的方式設置加熱部的方法也有效(參考專利文獻2)。
同樣地，作為改良制造步驟中的靜態(tài)狀態(tài)的方法，例如揭示有以下技術使保持基板的托盤旋轉(zhuǎn)的同時氣相生長，又，將配置托盤的凹部的內(nèi)周面與托盤的外周面的間隙設為在原料氣體的下流側(cè)大于上流側(cè)的技術。藉此，使來自配置托盤的凹部的產(chǎn)生氣體自間隙較大的下流側(cè)的間隙流出，抑制自間隙較小的上流側(cè)流出，使產(chǎn)生氣體不進入生長的薄膜中，從而可獲得高品質(zhì)的晶片(參考專利文獻3)。
又，揭示有在橫型MOCVD裝置中，通過將安裝有流路內(nèi)的基板側(cè)的對向側(cè)的底面與基板的相對位置在薄膜形成中變大，不同的氣流中相互沖刷，使不同的薄膜交互生長的技術(參考專利文獻4)。進而作為薄膜形成后的改良方法，揭示有將用以冷卻設有電阻加熱器等的加熱部的基座的冷卻氣體噴出部設于基座的外周附近的氣相生長裝置。通過該裝置，可利用冷卻氣體迅速降溫基座，故而可不損害均一性或膜質(zhì)，提高產(chǎn)量(參考專利文獻5)。
日本專利特許第3338884號公報[專利文獻2]日本專利特開平5-283339號公報[專利文獻3]日本專利特開平11-67670號公報[專利文獻4]日本專利特開平5-175141號公報[專利文獻5]日本專利特開2000-114180號公報在如上所述的氣相生長裝置中，在實現(xiàn)高品質(zhì)的晶體生長的方面，被處理基板附近的原料氣體的均一流動較為重要，因此實行如下組合，即使用高精度的構成零件，并且高精度地決定構成零件的位置，以獲得理想的原料氣體的流動。
接著，近年來為實行更高度的晶體生長，例如以將不同特性的膜連續(xù)層積成膜為目的，在實行晶體生長的處理步驟中，實行變更被處理基板的溫度的處理。然而，在該情形時存在以下問題。如圖7所示，被處理基板7的溫度變更通過變更對基板加熱器10供給電力而實行，但因加熱，除基板加熱器10、被處理基板7以外，在基座9、基板保持構件8、流路5等的周邊零件也會全部產(chǎn)生溫度變化。然而各個構成零件未必全部由同一材料而制作，故而各個構成零件具有各自固有的線膨脹系數(shù)。又，各構成零件具有各種的尺寸，進而與其它構成零件相對固定的部位也各不相同。因此，根據(jù)某溫度變化的尺寸變化的變化量以及方向會因構成零件而各不相同。因此，在被處理基板7的某特定溫度中，如在先技術所述，即使將基板保持構件8的表面21與流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20的相對位置關系的精度以成為0.1mm以下的方式精密組裝，在被處理基板7的其它溫度中，也無法保持該精度。
例如，顯示某溫度狀態(tài)的圖6中，基板保持構件8的表面21與流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20的相對位置關系為位于同一平面上。然而，在顯示被處理基板7的溫度上升的狀態(tài)的圖7中，通過增加來自基板加熱器10的發(fā)熱量，基座9以及基板保持構件8產(chǎn)生熱膨脹，從而被處理基板7的位置如圖7所示在上方向產(chǎn)生變化。其結(jié)果為，氣體15的流動在基座9的上流側(cè)附近開始產(chǎn)生混亂。即，在某被處理基板溫度中設定為理想的構成零件的位置關系在其它被處理基板溫度下無法維持。因此，將在氣相生長裝置所獲得的理想氣流狀態(tài)在具有多個被處理基板溫度的晶體生長處理步驟中，存在有無法繼續(xù)維持的問題。
同樣地，為實行更高度的晶體生長，在實行晶體生長的處理步驟中，也實行有變更反應室內(nèi)部的氣壓(內(nèi)壓)的處理。該情形時，由于反應室內(nèi)部的氣壓變化，例如，構成反應室的腔室產(chǎn)生變形，內(nèi)部的構成零件的位置關系也會變化。因此，與被處理基板的溫度產(chǎn)生變化的情形相同，在變更反應室內(nèi)部的氣壓的處理步驟中，也會存在無法維持于氣相生長裝置所獲得的理想氣流狀態(tài)的問題。
本發(fā)明的課題在于提供一種通過微調(diào)整制造步驟中的動態(tài)狀態(tài)而形成均一性較高的外延層的氣相生長方法以及氣相生長裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的氣相生長裝置，是反應室內(nèi)用原料氣體在基板上形成薄膜的裝置，其特征在于，該裝置包含反應室；在基板上供給、排出原料氣體的流路；保持基板的基板保持部；使基板保持部與流路相對地移動的移動部；控制移動部的控制部；以及加熱基板的加熱部；控制部在晶體生長前預先計測每生長條件的流路與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，并依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式控制基板保持部或流路的位置。
本發(fā)明的氣相生長方法，是使用相關裝置的生長方法，其特征在于，控制部在晶體生長前預先計測每生長條件的流路與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，并依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式控制基板保持部或流路的位置。
根據(jù)本發(fā)明，即使生長條件不同，但因流路與基板的相對位置的變化較小，故而可形成均一性較高的外延生長層。


圖1是說明適用本發(fā)明的橫型MOCVD裝置的模式圖。
圖2是說明于適用本發(fā)明的橫型MOCVD裝置中，在第1實施例將被處理基板加熱至第1溫度的狀態(tài)的模式圖。
圖3是說明于適用本發(fā)明的橫型MOCVD裝置中，在第1實施例將被處理基板加熱至第1溫度后，使移動部動作而調(diào)整位置后的狀態(tài)的模式圖。
圖4是說明于適用本發(fā)明的橫型MOCVD裝置中，在第2實施例變化反應室的內(nèi)壓后的狀態(tài)的模式圖。
圖5是說明于適用本發(fā)明的橫型MOCVD裝置中，在第2實施例變化反應室的內(nèi)壓后，使移動部動作而調(diào)整位置后的狀態(tài)的模式圖。
圖6是說明在先的橫型MOCVD裝置的模式圖。
圖7是說明在先的橫型MOCVD裝置的模式圖。
圖8是說明本發(fā)明的控制部的構成的模式圖。
主要組件符號說明1腔室2反應室3氣體供給口4氣體排出口5流路6開口部7基板8基板保持構件9基座9a基座腳部10加熱器11風箱
11a風箱一端11b基板側(cè)的一端12移動部12a本體構件12b法蘭接觸構件12b1法蘭接觸部12c腔室接觸構件12c1腔室接觸部12d驅(qū)動部13控制部14法蘭15原料氣體16對照表17傳感器18存儲部20流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面21基板保持構件的表面22基板的晶體生長面30輸入部31溫度控制部具體實施方式
圖1表示本發(fā)明的氣相生長裝置的典型例。本裝置以橫型MOCVD裝置等為代表，利用原料氣體15在基板7上形成薄膜。本裝置具有反應室2；向基板7上供給、排出原料氣體15的流路5；基板保持部；使基板保持部或流路相對移動的移動部12；控制移動部12的控制部13；以及加熱基板的加熱部10?？刂撇?3的特征在于，在晶體生長前預先計測每生長條件的流路與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式控制基板保持部或流路的位置。因此，根據(jù)本裝置，可在氣相生長時對照設定的基板的加熱溫度或反應室的內(nèi)壓等的生長條件，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式調(diào)整，故而原料氣體于基板上容易形成層流，可形成實質(zhì)上均一的外延生長層。
在達成相關本發(fā)明的效果的方面，較好是，如圖1所示，以流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板7的晶體生長面22成為大致同一平面的方式調(diào)整基板保持部或流路的位置的形態(tài)。此處，大致同一平面不僅指完全同一的平面的情形，考慮到原料氣體于基板上容易形成層流，可形成實質(zhì)上均一的外延生長層的方面，也包含實質(zhì)上同一平面的情形。例如，流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板7的晶體生長面22雖于100μm～200μm之間偏離，但在形成均一的外延生長層的方面也適合，故而將該狀態(tài)定義為大致同一平面。
又，根據(jù)本發(fā)明，為實行更高度的晶體生長，在實行晶體生長的處理步驟中變更生長條件的形態(tài)，即晶體的生長條件為兩個以上的情形時，也可抑制基板上的湍流，確保理想的氣流狀態(tài)。另外，在各種生長條件中，基板的加熱溫度或反應室內(nèi)的內(nèi)壓對于流路與基板的相對位置關系的變化影響較大，故而較好是將其包含于設定的生長條件。
裝置達到設定條件后，實行基板保持部的位置控制，則于基板保持部與流路的間隙較小的情形時，會有基板保持部與流路接觸的問題。因此，為避免相關情況、縮短步驟以及可于暫時實行位置控制后實行微調(diào)，較好是基板保持部的位置控制為達到設定的生長條件前結(jié)束的形態(tài)。此處，在達到設定的生長條件之前結(jié)束控制的形態(tài)中，除了達到設定條件的途中結(jié)束位置控制的形態(tài)以外，也含有同步于達到設定條件的時點而結(jié)束位置控制的形態(tài)等。在反應室成為設定條件之后，可開始晶體生長，但例如，基板保持部的腳部分等由于位于離反應室較遠的位置，熱傳導較慢，故而會有為使基板保持部的位置到達恒定狀態(tài)需較多時間的情形。因此，考慮到提高裝置的動作效率方面，較好是基板保持部的位置控制于到達設定的生長條件后也進行的形態(tài)。
內(nèi)藏于控制部的位置數(shù)據(jù)是晶體生長前預先計測基板的加熱溫度、反應室的內(nèi)壓等各種晶體生長條件下的流路與基板保持部的相對位置而獲得的數(shù)據(jù)，考慮到方便，基板保持部與流路的相對位置可通過計測法蘭的位置等而表示。又，位置數(shù)據(jù)也可以對照表的形式而保存，本發(fā)明的控制中，除自動控制以外，也含有使用控制器的手動控制，故而也可以容易手動控制的方式，例如圖表的形式而保存。
例如，將流路與基板保持部的相對位置數(shù)據(jù)以對照表表示的例示于表1～5。表1中，作為生長條件，表示設定基板的加熱溫度、反應室的內(nèi)壓以及原料氣體的種類的情形的法蘭的位置數(shù)據(jù)。又，在表2中，表示組合示于表1的生長條件的情形的例。



在包含兩個以上的氣相生長條件的制造步驟中，如表3所示的矩陣狀的對照表較好。示于表3的對照表中，在第1行與第1列特定各種生長條件，例如在一個制造步驟中，自生長條件a變化至生長條件b的情形的基板保持部的移動量(以下，也稱為「差分」)ab揭示于第1列的生長條件a行與第1行的生長條件b列交叉的欄中。又，自生長條件b變化至生長條件a情形的差分ba揭示于第1列的生長條件b行與第1行的生長條件a列交叉的欄中。


又，在過渡至設定溫度的途中實行多次位置變更的情形時，或成膜開始后，為對應基座的腳部的熱膨脹等，而必須實行多次位置變更的情形時，使用在1列1行的欄揭示有設定變更后的經(jīng)過時間N的表4較好。表5是將自生長條件a變更至生長條件b的情形的差分ab與自生長條件a變更至生長條件c的情形的差分ac對照條件變更后的經(jīng)過時間(分)而并列揭示，如此可根據(jù)需要使用各種對照表。



本發(fā)明的氣相生長方法使用相關裝置而實行，且其特征在于，控制部在晶體生長前預先計測每生長條件的流路與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式控制基板保持部或流路的位置。根據(jù)本發(fā)明的方法，可形成高度均一的外延生長層。
(實施例1)本實施例中，使用如圖1所示的橫型MOCVD裝置，在反應室內(nèi)實行利用原料氣體在基板上形成薄膜的氣相生長。該氣相生長裝置含有以長方體形狀的腔室1構成的反應室2；以及貫通反應室2、向被處理基板7上供給、排出原料氣體15的流路5。流路5中在一端設有氣體供給口3，在另一端設有氣體排出口4，且在流路5的大致中央部形成有開口部6。在開口部6設置有安裝、保持被處理基板7的基板保持構件8以及支持基板保持構件8的基座9，通過基板保持構件8與基座9構成基板保持部。在基座9的下部設置有用以加熱被處理基板7的基板加熱器10，檢測被處理基板7的溫度的傳感器17設置在基板保持構件8內(nèi)部。
各構成要素的配置關系如下設置，即流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板保持構件8的表面21以位于大致同一平面上的方式。另外，考慮到被處理基板的厚度，如下設置，通過在基板保持構件8形成的凹部安裝被處理基板7，使得被處理基板7的晶體生長面22也與流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20以及基板保持構件8的表面21位于大致同一平面上。支持基座9與基板加熱器10的法蘭14通過可自由伸縮的風箱11連接于構成反應室2的腔室1。
腔室1的外部設置有移動部12。移動部12含有本體構件12a、法蘭接觸構件12b、腔室接觸構件12c、以及驅(qū)動這些構件的驅(qū)動部(未圖標)。在本實施例中，作為驅(qū)動部除使用馬達以外，也可使用其它部。法蘭14對于法蘭接觸構件12b以法蘭接觸部12b1接觸，腔室1對于腔室接觸構件12c以腔室接觸部12cl接觸。對于本體構件12a而言，法蘭接觸構件12b可進行相對移動，又，對于本體構件12a而言，腔室接觸構件12c可進行相對移動。這些相對移動的構成中，可為滾珠螺桿·螺帽的組合、導引器·導軌的組合或使用油壓活塞等的組合。
若對于腔室接觸構件12c將本體構件12a移動至上方，則法蘭14對于腔室1相對地接近。為接近可對于本體構件12a使法蘭接觸構件12b移動至上方，也可與對于腔室接觸構件12c的本體構件12a的上方移動一同進行對于本體構件12a的法蘭接觸構件12b的上方移動，也可與進行對于腔室接觸構件12c的本體構件12a的下方移動的同時，進行對于本體構件12a的法蘭接觸構件12b的更大的上方移動，也可與進行對于本體構件12a的法蘭接觸構件12b的下方移動的同時，進行對于腔室接觸構件12c的本體構件12a的更大的上方移動。
若對于腔室接觸構件12c將本體構件12a移動至下方，則法蘭14對于腔室1相對地遠離。為了遠離可與接近相同，使用各種驅(qū)動方法，可選擇任意的方法。如此，移動部12可使法蘭14在圖1的上下方向，即對于基板表面的垂直方向移動。
將控制移動部12的控制部13的系統(tǒng)構成示于圖8?？刂撇?3至少內(nèi)藏有對應于基板加熱器10的設定溫度的法蘭14的位置數(shù)據(jù)。在本實施例中，位置數(shù)據(jù)系如圖8所示的對照表16。這樣的對照表16儲存于控制部13所含有的存儲部18等中。該控制部13具有輸入部30、存儲部18、溫度控制部31、以及CPU32等。輸入部30輸入包含設定溫度的一個或兩個以上的成膜條件。存儲部18儲存所輸入的設定溫度等的成膜條件，或儲存以傳感器檢測的檢測溫度，或儲存自對照表讀取的法蘭14的位置。溫度控制部31對應于設定溫度而控制基板加熱器的溫度。CPU32存取于存儲部，實現(xiàn)自對照表讀出相應于溫度信息的法蘭14的位置等的功能。作為輸入部30，可使用觸摸面板、鍵盤或數(shù)字選擇撥盤等，但在本實施例中使用鍵盤。
在晶體生長前預先計測基板的加熱溫度等的各種生長條件的流路與基板保持部的相對位置，將計測的位置數(shù)據(jù)記錄、保存于對照表。具體來講，在各自的基板加熱器10的溫度中，以流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板的晶體生長面22位于大致同一平面上的方式調(diào)整法蘭14的位置，計測此時的法蘭14的位置，將位置數(shù)據(jù)記載于對照表16中。又，為使流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板的晶體生長面22位于大致同一平面上的調(diào)整是如下執(zhí)行的，即將激光束分別照射于流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板生長面22，并使用由觀察該反射光束而計測的相對位置信息而實行。
基座9自上下方向觀察時，則基板搭載側(cè)為自由端，相反側(cè)固定于法蘭14。法蘭14固定于基座9的腳部9a，又，固定于風箱11的一端11a。接近風箱11的基板側(cè)的另一端11b固定于自腔室1的下方突出的埠19。在端口19的內(nèi)部，配置有基座9的腳部9a。這樣，即使流路5與基板保持構件8作為直線距離非常接近，但因固定關系故而保持路徑上較遠的配置、構成關系。
由于如上的配置、構成關系，故而具有較長的腳部9a且熱膨脹率較大的基座9若無風箱11的伸縮則會如圖2所示，隨著成為高溫而相對于流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20，基板保持構件8的表面21變?yōu)橥怀觥Ｒ虼?，相對于流?內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20，基板保持構件8的表面21為了成為位于大致同一平面上，風箱的伸展為必要，且必須使法蘭14相對于腔室1而遠離。該遠離通過移動部12而實行，將法蘭14的位置數(shù)據(jù)輸入且保存于對照表。
在本實施例中，作為生長條件，選定有含有第1基板溫度與第2基板溫度的制造步驟。首先，如圖1所示，在常溫下將被處理基板7搬運至基板保持構件8，在基板保持構材8的凹部安裝基板時，基板的晶體生長面22、流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20以及基板保持構件8的表面21大致成為同一平面。繼而，如圖8所示，通過輸入部30，控制器輸入設定的溫度條件的組合后，將儲存于存儲部18的組合的生長條件利用CPU32而讀出。組合的生長條件大致含有兩個階段，第1設定溫度信息通過CPU32傳送至溫度控制部31，溫度控制部31對基板加熱器10輸入電力，并且開始讀取來自傳感器17的溫度信息。存儲部18階段性地儲存來自傳感器的溫度信息。溫度控制部31通過比較第1設定溫度與所檢測的溫度信息，控制對于基板加熱器10的電力輸入量，使被處理基板7的溫度上升至第1設定溫度為止，并維持該溫度。
接著，如圖2所示，當被處理基板7的溫度上升時，則周邊零件的溫度也上升，故而各周邊零件會熱膨脹，被處理基板7的晶體生長面22向上移動，其結(jié)果，會無法滿足流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與被處理基板7的晶體生長面22位于大致同一平面上的條件。其結(jié)果為，假設在該狀態(tài)下將原料氣體15導入至流路5內(nèi)時，則基板保持構件8會相對于流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20而突出，故而會產(chǎn)生原料氣體15的流動混亂的情形。因此，如圖8所示，控制部13的CPU存取于儲存于存儲部18的對照表16，將對于第1設定溫度的法蘭的位置信息自對照表讀出后，將讀出的法蘭的位置信息，與常溫狀態(tài)的初期的法蘭位置信息加以比較，將該差分(基板保持部的移動量)命令于驅(qū)動部12d，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式使本體構件等移動。即，如圖3所示，驅(qū)動移動部，使法蘭向下移動，故而可以流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與基板的晶體生長面位于大致同一平面上的方式而調(diào)整。
接著，為通過第1生長條件實行氣相生長，第1原料氣體15自氣體供給口3導入流路5，通過設置于基座9下部的基板加熱器10促進被處理基板7上的成膜化學反應，從而在被處理基板7上實行第1薄膜形成。通過被處理基板7上的原料氣體15自氣體排出口4排出。第1成膜結(jié)束后，將被處理基板的溫度變更為第2溫度。當被處理基板的溫度變?yōu)榈?溫度時，則周邊零件的溫度也會變化，故而各周邊零件的熱膨脹量會變化，其結(jié)果，無法再次滿足于被處理基板的溫度為第1溫度的情形時得以調(diào)整的流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與基板的晶體生長面位于大致同一平面上的條件。因此，如圖8所示，控制部13通過對照表16再次讀出相對于內(nèi)藏的基板加熱器的溫度的法蘭位置信息，并通過讀出的第2法蘭的位置信息，與第1法蘭的位置信息加以比較，CPU以動作差分(基板保持部的移動量)的方式命令驅(qū)動部12d。移動法蘭而成為設定溫度后，將第2原料氣體導入裝置內(nèi)部，實行第2成膜。通過如上的作業(yè)，在成膜溫度不同的第1成膜與第2成膜的兩者中，可滿足流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與基板的晶體生長面位于大致同一平面上的較好的條件，即使在變更氣相生長條件般的高度步驟中，也可形成均一性較高的外延生長層。
另外，在本實施例中通過使基板側(cè)移動而以流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與基板的晶體生長面位于大致同一平面上的方式加以調(diào)整。然而，通過使流路側(cè)移動也可獲得同樣的效果。
又，本實施例中，表示有因熱膨脹而于垂直于基板表面的方向產(chǎn)生基板與流路位置偏離的情形。然而，即使在平行于基板表面的方向產(chǎn)生位置偏離的情形時，也可與垂直的情形相同，通過使基板或流路移動，而維持基板與流路的相對位置。
(實施例2)在本實施例中，作為生長條件選定有含有第1反應室的內(nèi)壓與第2反應室的內(nèi)壓的制造步驟。首先，使用與實施例1相同的橫型MOCVD裝置，在晶體生長前預先計測對于反應室的各種內(nèi)壓的流路與基板保持部的相對位置，將計測的位置數(shù)據(jù)記錄并保存于對照表16?；灞３植康奈恢每刂瓶扇缦聦嵭?。例如，如圖4所示，當將反應室2設定為固定內(nèi)壓時，則構成反應室2的腔室1因與大氣壓的壓力差而膨脹，腔室1內(nèi)的各構成零件的位置關系也產(chǎn)生變化，其結(jié)果為，被處理基板7的晶體生長面22的位置向下移動，流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與被處理基板7的晶體生長面22變?yōu)槲次挥诖笾峦黄矫嫔稀Ｒ虼?，如圖8所示，控制部13于晶體生長前預先計測并保存對于反應室2的各種內(nèi)壓的法蘭14的位置數(shù)據(jù)，故而通過保存有相關位置數(shù)據(jù)的對照表16，依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，如圖5所示，驅(qū)動移動部12，使法蘭14向上移動，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式，控制基板保持部的位置。其結(jié)果為，可以流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面20與基板的晶體生長面22位于大致同一平面上的方式而調(diào)整。其后，與實施例相同，實行第1成膜步驟。
接著，為實行第2成膜而將反應室2變更為第2內(nèi)壓。則，構成反應室2的腔室1因與大氣壓的壓力差而變形，腔室內(nèi)部的各構成零件的位置關系也再次變化。其結(jié)果為，無法再次滿足于反應室2的內(nèi)壓為第1內(nèi)壓的情形時調(diào)整的流路5內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與被處理基板7的晶體生長面位于大致同一平面上的條件。因此，如圖8所示，控制部13依據(jù)設定的反應室2的內(nèi)壓與保存的法蘭位置數(shù)據(jù)，驅(qū)動移動部，移動法蘭，以流路與基板的相對位置的變化變小的方式控制基板保持部的位置。其結(jié)果為，流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與被處理基板的晶體生長面位于大致同一平面上。其后，與實施例1相同，實行第2成膜。因此，在如變更氣相生長條件般的高度步驟中，也可形成均一性較高的外延生長層。
另外，在本實施例中，通過使基板側(cè)移動，以流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面與基板的晶體生長面位于大致同一平面上的方式加以調(diào)整。然而，通過使流路側(cè)移動也可獲得同樣的效果。
又，在本實施例中，表示有因壓力變化于垂直于基板表面的方向產(chǎn)生基板與流路的位置偏離的情形。然而，即使在平行于基板表面的方向產(chǎn)生位置偏離的情形時，也可與垂直的情形相同，可通過使基板或流路移動而維持基板與流路的相對位置。
本領域的技術人員應理解此次揭示的實施形態(tài)以及實施例僅僅是例示，并非僅限于上述實施例。本發(fā)明的范圍并非是上述的說明而是在本申請的權利要求書的范圍，可包含與申請專利范圍相等的意義以及范圍內(nèi)的所有變更。
權利要求
1.一種氣相生長方法，是在反應室(2)內(nèi)利用原料氣體(15)在基板(7)上形成薄膜的氣相生長方法，其特征在于，使用包含下列部的裝置反應室(2)；流路(5)，其向所述基板(7)上供給原料氣體(15)、并排出原料氣體(15)；基板保持部，其保持所述基板(7)；移動部(12)，其使該基板保持部與所述流路(5)相對移動；控制部(13)，其控制該移動部(12)；以及加熱部(10)，其加熱所述基板(7)；且所述控制部(13)在晶體生長前預先計測各生長條件的流路(5)與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，控制基板保持部或流路(5)的位置，使得流路(5)與基板(7)的相對位置的變化變小。
2.如權利要求1所述的氣相生長方法，其特征在于，控制基板保持部的位置或流路(5)的位置，使得流路內(nèi)的基板保持側(cè)的底面(20)與基板的晶體生長面(22)位于大致同一平面。
3.如權利要求1所述的氣相生長方法，其特征在于，設定的生長條件為兩個或兩個以上。
4.如權利要求1所述的氣相生長方法，其特征在于，所述生長條件包含基板(7)的加熱溫度。
5.如權利要求1所述的氣相生長方法，其特征在于，所述生長條件包含反應室(2)的內(nèi)壓。
6.如權利要求1所述的氣相生長方法，其特征在于，所述控制部(13)在達到設定的生長條件之前結(jié)束所述控制。
7.如權利要求1所述的氣相生長方法，其特征在于，所述控制部(13)在達到設定的生長條件之后也實行所述控制。
8.一種氣相生長裝置，是在反應室(2)內(nèi)利用原料氣體(15)在基板(7)上形成薄膜的氣相生長裝置，其特征在于，包含反應室(2)；流路(5)，其向所述基板上供給原料氣體(15)、排出原料氣體(15)；基板保持部，其保持所述基板(7)；移動部(12)，其使該基板保持部與所述流路(5)相對移動；控制部(13)，其控制該移動部(12)；以及加熱部(10)，其加熱所述基板(7)；且所述控制部(13)在晶體生長前預先計測各生長條件的流路(5)與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，控制基板保持部的位置或流路(5)的位置，使得流路(5)與基板(7)的相對位置的變化變小。
全文摘要
本發(fā)明提供一種即使生長條件不同，也可形成均一性較高的外延層的氣相生長方法及氣相生長裝置。該氣相生長方法是在反應室(2)內(nèi)利用原料氣體(15)在基板(7)上形成薄膜，其特征在于使用包含反應室(2)；向基板(7)上供給氣體原料、并排出原料氣體(15)的流路(5)；保持基板(7)的基板保持部；使基板保持部與流路(5)相對地移動的移動部(12)；控制移動部(12)的控制部(13)；以及加熱基板(7)的加熱部(10)的裝置。控制部(13)在晶體生長前預先計測各生長條件的流路(5)與基板保持部的相對位置，保存計測的位置數(shù)據(jù)，并依據(jù)設定的生長條件與保存的位置數(shù)據(jù)，控制基板保持部或流路(5)的位置，以使流路(5)與基板(7)的相對位置的變化變小。
文檔編號C30B25/16GK1864246SQ20048002908
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2003年10月6日
發(fā)明者二川正康, 柿本典子 申請人:夏普株式會社