特開 2024-81127 エピタキシャル成長装置及びそれに使用される多層ガス供給モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081127

(43)【公開日】2024-06-17

(54)【発明の名称】エピタキシャル成長装置及びそれに使用される多層ガス供給モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20240610BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

C23C16/455

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023193945

(22)【出願日】2023-11-14

(31)【優先権主張番号】10-2022-0167459

(32)【優先日】2022-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】523431213

【氏名又は名称】ピージェイピーテク インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＰＪＰＴＥＣＨ Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】３６－２， Ｈａｇａｌ－ｒｏ ８６， Ｇｉｈｅｕｎｇ－ｇｕ， Ｙｏｎｇｉｎ－ｓｉ， Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ １７０９６， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】チェ バムホ

(72)【発明者】

【氏名】パク ギョンシン

(72)【発明者】

【氏名】クォン ヒョンホ

(72)【発明者】

【氏名】キム ドンヒョン

(72)【発明者】

【氏名】イム ソクホ

(72)【発明者】

【氏名】ジョン ゾンウク

(72)【発明者】

【氏名】イ スンス

【テーマコード（参考）】

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4K030AA03

4K030AA05

4K030AA06

4K030AA09

4K030AA18

4K030BA27

4K030BA29

4K030BA37

4K030CA12

4K030EA04

4K030EA05

4K030EA06

4K030KA05

4K030KA45

5F045AA03

5F045AB06

5F045AC01

5F045AC03

5F045AC05

5F045AC07

5F045AD01

5F045AE29

5F045AF02

5F045BB02

5F045BB15

5F045DP04

5F045DP28

5F045EE14

5F045EF02

5F045EF09

(57)【要約】      （修正有）

【課題】大面積基板の全体領域において均一なガス分布を形成してエピタキシャル層を均一に成長させるエピタキシャル成長装置及びそのガス供給モジュールを提供する。
【解決手段】装置は、反応チャンバと反応チャンバ内に位置し、ウエハＷが定着するサセプタ１５０及びウエハにエピタキシャル層を形成するために反応チャンバに対してガスを供給する多層ガス供給モジュール２００を含み、多層ガス供給モジュールのインジェクタ２１０は、層別に異なるガスを吐出する複数層のポート２１１～２１３を備える。複数層のポートの各層のポートは、ウエハの中央領域に対応するセンターポート２１６とウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポート２１７とを含み、インジェクタはさらに、各層のポートのうちセンターポートとエッジポートに入力されるガス流量を互いに独立的に配分する流量配分ユニットを含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

反応チャンバ；
前記反応チャンバ内に位置し、ウエハが安着するように形成されるサセプタ；及び
前記ウエハにエピタキシャル層を形成するために前記反応チャンバに対してガスを供給するように形成される多層ガス供給モジュール；
を含み、
前記多層ガス供給モジュールは、
層別に異なるガスを吐出する複数層のポートを備え、前記複数層のポートのうち各層のポートは前記ウエハの中央領域に対応するセンターポートと前記ウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポートと前記センターポートと前記一対のエッジポートの間にそれぞれ配置される一対のミドルポートを備える、インジェクタ；
ソースモジュールから前記ガスが入力される単一流入ライン、前記単一流入ラインから分岐して前記ポートのそれぞれに直接連結される複数の分岐ライン、及び前記ポートのそれぞれに連結された流量制御器（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備えて、前記ガスを前記ポートに対して独立的に配分するように構成される流量配分ユニット；及び
前記インジェクタの前方に位置して前記ポートから吐出されたガスを通過させる通過ホールを備え、前記通過ホールのうち前記複数層のポートの少なくとも一層のポートに対応する通過ホールは異なる形状を有するように形成される、バッフル；
を含む、
エピタキシャル成長装置。

【請求項2】

前記センターポート、前記ミドルポート及び前記エッジポートは、
互いに同一の幅を有する、請求項１に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項3】

前記複数層のポートは、
前記エピタキシャル層を形成する原料ガスを吐出する第１層のポート；及び
前記第１層のポートより上側に位置し、前記原料ガスの上方拡散を遮断する遮断ガスを吐出する第２層のポート；を含む、請求項１に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項4】

前記複数層のポートは、
前記第１層のポートの下側に配置され、前記エピタキシャル層の成長時に発生する副産物を浄化する浄化ガスを吐出する第３層のポートをさらに含む、請求項３に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項5】

前記通過ホールは、
前記第１層のポートに対応する第１層の通過ホール；
前記第２層のポートに対応する第２層の通過ホール；及び
前記第３層のポートに対応する第３層の通過ホール；
を含み、
前記第２層の通過ホールは、
円筒形状を有し、
前記第１層の通過ホール及び前記第３層の通過ホールは、
円筒形状のものとコーン形状のものが混合されている、請求項４に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項6】

前記第１層の通過ホール及び前記第３層の通過ホールのうち前記センターポートに対応する通過ホールは円筒形状を有し、
前記第１層の通過ホール及び前記第３層の通過ホールのうち前記エッジポートに対応する通過ホールはコーン形状を有する、請求項５に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項7】

前記第３層の通過ホールは、
前記第１層の通過ホールに比べて小さいサイズの断面積を有する、請求項５に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項8】

エピタキシャル成長装置の反応チャンバ内に投入されるガスを供給するための多層ガス供給モジュールであって、
層別に異なるガスを吐出する複数層のポートを備え、前記複数層のポートのうち各層のポートはウエハの中央領域に対応するセンターポートと、前記ウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポートと、前記センターポートと前記一対のエッジポートの間にそれぞれ配置される一対のミドルポートとを備える、インジェクタ；
前記ガスを生成するソースモジュールから前記ガスが入力される単一流入ラインと、前記単一流入ラインから分岐して前記ポートのそれぞれに直接連結される複数の分岐ラインと、前記ポートのそれぞれに連結された流量制御器（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備えて、前記ガスを前記ポートに対して独立的に配分するように構成される流量配分ユニット；及び
前記インジェクタの前方に位置して前記ポートから吐出されたガスを通過させる通過ホールを備え、前記通過ホールのうち前記複数層のポートの少なくとも一層のポートに対応する通過ホールは互いに異なる形状を有するように形成される、バッフル；
を含む、
エピタキシャル成長装置用多層ガス供給モジュール。

【請求項9】

前記センターポート、前記ミドルポート及び前記エッジポートは、
互いに同一の幅を有する、請求項８に記載のエピタキシャル成長装置用多層ガス供給モジュール。

【請求項10】

前記複数層のポートは、
エピタキシャル層を形成する原料ガスを吐出する第１層のポート；及び
前記第１層のポートより上側に位置し、前記原料ガスの上方拡散を遮断する遮断ガスを吐出する第２層のポート；を含む、請求項８に記載のエピタキシャル成長装置用多層ガス供給モジュール。

【請求項11】

前記通過ホールは、
前記第１層のポートに対応する第１層の通過ホール；及び
前記第２層のポートに対応する第２層の通過ホール；を含み、
前記第２層の通過ホールは、
円筒形状を有し、
前記第１層の通過ホールは、
円筒形状のものとコーン形状のものが混合されている、請求項１０に記載のエピタキシャル成長装置用多層ガス供給モジュール。

【請求項12】

反応チャンバ；
前記反応チャンバ内に位置し、ウエハが安着するように形成されるサセプタ；及び
前記ウエハにエピタキシャル層を形成するために前記反応チャンバに対してガスを供給するように形成される多層ガス供給モジュール；
を含み、
前記多層ガス供給モジュールは、
層別に異なるガスを吐出する複数層のポートを備え、前記複数層のポートのうち各層のポートは前記ウエハの中央領域に対応するセンターポートと前記ウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポートとを備える、インジェクタ；及び
前記各層のポートのうち前記センターポートと前記エッジポートに入力されるガス流量を互いに独立的に配分するように形成される流量配分ユニット；
を含む、
エピタキシャル成長装置。

【請求項13】

前記複数層のポートのうち各層のポートは、
前記センターポートと前記一対のエッジポートの間にそれぞれ配置される一対のミドルポートをさらに含み、
前記流量配分ユニットは、
前記ミドルポートに入力されるガス流量を前記センターポートと前記エッジポートに入力されるガス流量と独立的に配分するように形成される、請求項１２に記載のエピタキシャル成長装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハに対してエピタキシャル層を成長させるために使用されるエピタキシャル成長装置とそのガス供給モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、エピタキシャル成長（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）は、シード（Ｓｅｅｄ）ウエハに対して格子方向を維持しながら単結晶成長方式で新しい層を積み重ねることである。エピタキシャル成長のためにはウエハにガスを作用させる成長装置が必要である。

【0003】

エピタキシャル成長装置のガス供給系統は、ガスタンクからチャンバ内にガスが注入される手順に従って、インジェクタ（Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）、バッフル（Ｂａｆｆｌｅ）、インサート（Ｉｎｓｅｒｔ）、及びライナー（Ｌｉｎｅr）から構成される。

【0004】

ガス供給において重要な事項はチャンバ内に均一なガス分布を形成することである。これにより、大面積基板（６インチ以上のサイズを有する基板）において均一なエピタキシャル層の厚さを実現することができる。エピタキシャル層の均一度は１％以下であることが好ましい。

【0005】

しかしながら、従来のガス供給系統は、複数のガスが単層注入口を介してチャンバに注入されてガス分布の均一度を達成することが困難であった。特に、大面積基板に対してはさらに難しい。また、基板の中心部と縁部におけるガス分布が均一ではない。これにより、成長されたエピ層の厚さの不均一度が５％以上に悪化する結果を示す。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の一目的は、大面積基板において均一なエピタキシャル層を成長させるために基板の全体領域において均一なガス分布を形成できる、エピタキシャル成長装置及びそれに使用される多層ガス供給モジュールを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の課題を実現するための本発明の一側面によるエピタキシャル成長装置は、反応チャンバ；前記反応チャンバ内に位置し、ウエハが安着するように形成されるサセプタ；及び前記ウエハにエピタキシャル層を形成するために前記反応チャンバに対してガスを供給するように形成される多層ガス供給モジュールを含み、前記多層ガス供給モジュールは、層別に異なるガスを吐出する複数層のポートを備え、前記複数層のポートのうち各層のポートは前記ウエハの中央領域に対応するセンターポート、前記ウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポート、及び前記センターポートと前記一対のエッジポートの間にそれぞれ配置される一対のミドルポートを備える、インジェクタ；ソースモジュールから前記ガスが入力される単一流入ライン、前記単一流入ラインから分岐して前記ポートのそれぞれに直接連結される複数の分岐ライン、及び前記ポートのそれぞれに連結された流量制御器（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備えて、前記ガスを前記ポートに対して独立的に配分するように構成される流量配分ユニット；及び前記インジェクタの前方に位置して前記ポートから吐出されたガスを通過させる通過ホールを備え、前記通過ホールのうち前記複数層のポートの少なくとも一層のポートに対応する通過ホールは異なる形状に形成される、バッフルを含んでもよい。

【0008】

ここで、前記センターポート、前記ミドルポート、及び前記エッジポートは、互いに同一の幅を有すしてもよい。

【0009】

ここで、前記複数層のポートは、前記エピタキシャル層を形成する原料ガスを吐出する第１層のポート；及び前記第１層のポートより上側に位置し、前記の原料ガスの上方拡散を遮断する遮断ガスを吐出する第２層のポートを含んでもよい。

【0010】

ここで、前記複数層のポートは、前記第１層のポートの下側に配置され、前記エピタキシャル層の成長時に発生する副産物を浄化する浄化ガスを吐出する第３層のポートをさらに含んでもよい。

【0011】

ここで、前記通過ホールは、前記第１層のポートに対応する第１層の通過ホール；前記第２層のポートに対応する第２層の通過ホール；及び前記第３層のポートに対応する第３層の通過ホールを含み、前記第２層の通過ホールは、円筒形状を有し、前記第１層の通過ホール及び前記第３層の通過ホールは、円筒形状とコーン形状のものが混合されていてもよい。

【0012】

ここで、前記第１層の通過ホール及び前記第３層の通過ホールのうち前記センターポートに対応する通過ホールは円筒形状を有し、前記第１層の通過ホール及び前記第３層の通過ホールのうち前記エッジポートに対応する通過ホールはコーン形状を有し、前記第３層の通過ホールは、前記第１層の通過ホールに比べて小さいの断面積を有してもよい。

【0013】

本発明の他の一側面によるエピタキシャル成長装置用の供給調節モジュールは、エピタキシャル成長装置の反応チャンバ内に投入されるガスを供給するための多層ガス供給モジュールであって、層別に異なるガスを吐出する複数層のポートを備え、前記複数層のポートのうち各層のポートはウエハの中央領域に対応するセンターポート、前記ウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポート、及び前記センターポートと前記一対のエッジポートの間にそれぞれ配置される一対のミドルポートを備える、インジェクタ；前記ガスを生成するソースモジュールから前記ガスが入力される単一流入ライン、前記単一流入ラインから分岐して前記ポートのそれぞれ直接連結される複数の分岐ライン、及び前記ポートのそれぞれに連結された流量制御器（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を備えて、前記ガスを前記ポートに対して独立的に配分するように構成される流量配分ユニット；及び前記インジェクタの前方に位置し、前記ポートから吐出されたガスを通過させる通過ホールを備え、前記通過ホールのうち前記複数層のポートの少なくとも一層のポートに対応する通過ホールは互いに異なる形状に形成される、バッフルを含んでもよい。

【0014】

ここで、前記センターポート、前記ミドルポート、及び前記エッジポートは、互いに同一の幅を有してもよい。

【0015】

ここで、前記複数層のポートは、エピタキシャル層を形成する原料ガスを吐出する第１層のポート；及び前記第１層のポートより上側に位置し、前記原料ガスの上方拡散を遮断する遮断ガスを吐出する第２層のポートを含んでもよい。

【0016】

ここで、前記通過ホールは、前記第１層のポートに対応する第１層の通過ホール；及び前記第２層のポートに対応する第２層の通過ホールを含み、前記第２層の通過ホールは、円筒形状を有し、前記第１層の通過ホールは、円筒形状とコーン形状のものが混合されていてもよい。

【0017】

本発明のまた他の一側面によるエピタキシャル成長装置は、反応チャンバ；前記反応チャンバ内に位置し、ウエハが安着するように形成されるサセプタ；及び前記ウエハにエピタキシャル層を形成するために前記反応チャンバに対してガスを供給するように形成される多層ガス供給モジュールを含み、前記多層ガス供給モジュールは、層別に異なるガスを吐出する複数層のポートを備え、前記複数層のポートの各層のポートは前記ウエハの中央領域に対応するセンターポートと前記ウエハの両側の縁部領域に対応する一対のエッジポートを備える、インジェクタ；及び前記各層のポートのうち前記センターポートと前記エッジポートに入力されるガス流量を互いに独立的に配分するように形成される流量配分ユニットを含んでもよい。

【0018】

ここで、前記複数層のポートの各層のポートは、前記センターポートと前記一対のエッジポートの間にそれぞれ配置される一対のミドルポートをさらに含み、前記流量配分ユニットは、前記ミドルポートに入力されるガス流量を前記センターポートと前記エッジポートに入力されるガス流量と独立的に配分するように形成されてもよい。

【発明の効果】

【0019】

前記のように構成される本発明によるエピタキシャル成長装置及びそれに使用される多層ガス供給モジュールによれば、反応チャンバ内のサセプタに安着したウエハに対してガスを供給する多層ガス供給モジュールは、層別に異なるガスを出力する複数層のポートを備え、各層のポートはセンターポートとそれを基準に左右に配置される一対のエッジのポートなどを備えるインジェクタを介して各ポート別に独立的にガスの流量を配分するので、大面積基板の全体領域において均一なガス分布を形成してエピタキシャル層が均一に成長することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施例によるエピタキシャル成長装置に対する概念図である。

【図2】図１のエピタキシャル成長装置の一部構成を示す斜視図である。

【図3】図２のインジェクタ関連構成を示す横断面図である。

【図4】図２のバッフルとインジェクタに対する正面図である。

【図5】図４のセンターポート及び対応する通過ホールの形状を示す断面図である。

【図6】図４のミドルポート及び対応する通過ホールの形状を示す断面図である。

【図7】図４のエッジポート及び対応する通過ホールの形状を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好ましい実施例によるエピタキシャル成長装置及びそれに使用される多層ガス供給モジュールに対して添付の図面を参照して詳しく説明する。本明細書においては異なる実施例であっても同一・類似した構成に対しては同一・類似した参照番号を付与し、その説明は最初の説明に代えられる。

【0022】

図１は、本発明の一実施例によるエピタキシャル成長装置に対する概念図であり、図２は、図１のエピタキシャル成長装置の一部構成を示す斜視図である。

【0023】

本図を参照すると、エピタキシャル成長装置１００は、反応チャンバ１１０、サセプタ１５０、多層ガス供給モジュール２００、及びソースモジュール３００を含む。

【0024】

反応チャンバ１１０は、エピタキシャル反応が起こる反応空間を有する。反応空間は、図面には簡単に四角ボックスで表示されているが、具体的には下部ハウジング（図示せず）と上部ハウジング（図示せず）が積層されたものであってもよい。上部ハウジングと下部ハウジングは石英ガラスのような透明な材質で形成されてもよい。反応空間の左側では多層ガス供給モジュール２００によりガス供給が行われ、反応空間の右側ではガスの排出が行われてもよい。

【0025】

サセプタ１５０は反応空間に位置し、ウエハＷが定着する対象である。サセプタ１５０は、平らな円盤の形状を有してもよい。サセプタ１５０は、カーボングラファイト（Ｃａｒｂｏｎ ｇｒａｐｈｉｔｅ）またはカーボングラファイトに炭化ケイ素がコーティングされた材料で製作されてもよい。ウエハＷは６インチまたは８インチ以上のサイズを有するものであるため、大面積に分類される。

【0026】

多層ガス供給モジュール２００は反応チャンバ１１０内にガスを提供し、該当ガスの流動を調節する構成である。多層ガス供給モジュール２００は、インジェクタ２１０、流量配分ユニット２３０、バッフル２５０、インサート２７０、及びライナー２９０を含んでもよい。

【0027】

インジェクタ２１０は、ソースモジュール３００から入力されたガスを反応チャンバ１１０に向かう方向に吐出する構成を有する。インジェクタ２１０は、層別に異なるガスを出力する複数層のポート２１１、２１２、２１３を備えてもよい。

【0028】

第１層のポート２１１は、ウエハＷにエピタキシャル層を形成するための原料ガスを吐出する。第１層のポート２１１は、ウエハＷの表面より０．５ないし１ｍｍ上に設置されてもよい。第１層のポート２１１を介してチャンバ１１０内に注入されたガスはウエハＷの熱によりウエハＷの表面に吸着される。例えば、炭化シリコンエピタキシャル層を形成する場合、前記原料ガスは、シリコン、炭素であってもよい。これらは運搬ガスである水素ガスと共に第１層のポート２１１から吐出され、窒素及びアルミニウムも吐出されることができる。

【0029】

シリコン原料ガスとしては、ＳｉＨ_４、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＨＣｌ_２、ＳｉＣｌ_４、Ｓｉ_２Ｈ_６などシリコンが含まれたガスのうちいずれであってもよい。炭素原料ガスは、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_２Ｈ_４、ＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_５ＯＨ、ＣＨ_３ＯＨ、Ｃ_３Ｈ_８など炭素及び水素を含む炭化水素系のガスであってもよい。不純物として注入される物質としては、Ｎ－ｔｙｐｅである場合は窒素、Ｐ－ｔｙｐｅである場合はアルミニウムが使用される。不純物ガスは第１層のポート２１１から原料ガスと同時に、または若干の時間差を置いて吐出される。以上に加えて、第１層のポート２１１はＨＣｌ、Ｎ２、Ａｌ、ＡｒなどＳｉＣの成長に必要なガスを吐出することもできる。

【0030】

第２層のポート２１２は第１層のポート２１１より上に位置する。第２層のポート２１２は、原料ガスが上方に分散されることを遮断する遮断ガスを吐出する。遮断ガスは、例えば、炭化シリコンエピタキシャル層成長工程において、水素ガスであってもよい。水素ガスはウエハＷの上において水素遮断膜（水素ドーム）を形成する。第１層のポート２１１から吐出されたガスは水素遮断膜に阻まれてチャンバ１１０の上部空間に拡散されない。このような水素遮断膜により原料ガスがウエハＷにのみ作用することにより、ウエハＷに作用する原料ガスのガス濃度は高く維持される。これにより、炭化シリコンエピタキシャル層の成長速度が分当たり２５μｍ以上になることができる。第２層のポート２１２は、ウエハＷの表面より１．５ないし３ｍｍ上に設置されてもよい。その場合、吐出された水素ガスはウエハＷの表面に吸着されず、ウエハＷの上側に効果的に遮断膜を形成することができる。

【0031】

第３層のポート２１３は第１層のポート２１１の下に配置される。第３層のポート２１３は副産物を浄化する浄化ガスを吐出する。前記副産物は、エピタキシャル層の成長時に発生する。前記浄化ガスはアルゴンガスであってもよい。前記浄化ガスはエピタキシャル層の成長が終了する始点に投入されてもよい。第３層のポート２１３は、ウエハＷの表面より０．２ないし０．４ｍｍ上に設置されてもよい。

【0032】

第３層のポート２１３は水素とＣＨ_Ｘ（主にＣ_３Ｈ_８）系列の炭化水素ガスを吐出することもできる。ＳｉＣ成長時にＰ－ｔｙｐｅまたはＮ－ｔｙｐｅそして半絶縁ＳｉＣが成長する時に考慮しなければならないプロセス変数はＣ／ＳＩの割合である。第１層のポート２１１から吐出されるシリコンと炭化水素の割合が適正しない場合、第３層のポート２１３から炭素ガスを追加で吐出してＣ／ＳＩの割合を調整することができる。Ｃ／ＳＩの割合は０．６～２．７までの割合を合わせることにより、Ｐ－ｔｙｐｅまたはＮ－ｔｙｐｅ及び半絶縁ＳｉＣを用途に合わせて成長させることができる。ここで、水素は炭素ガスを運搬する役割を果たす。

【0033】

第１層のポート２１１ないし第３層のポート２１３において、各層のポートはウエハＷの領域に対応するポート２１６、２１７、２１８に区分される。これについては、図３を参照して説明する。

【0034】

流量配分ユニット２３０はインジェクタ２１０に入力されるガス流量をインジェクタ２１０のポート別に配分する構成を有する。前記領域別ガス流量は互いに独立的であってもよい。これも図３を参照して具体的に説明する。

【0035】

再び図１及び図２を参照すると、バッフル２５０はインジェクタ２１０を介して入力されたガスが通過する通過ホール２５１、２５３、２５５を備える構成を有する。通過ホール２５１、２５３、２５５の形状はインジェクタ２１０のポート２１１、２１２、２１３／２１６、２１７、２１８に応じて異なってもよい。これは、図４ないし図７においてより具体的に説明する。

【0036】

再び図１及び図２を参照すると、インサート２７０はバッフル２５０とライナー２９０の間に配置されて、バッフル２５０を通過したガスをライナー２９０に案内する構成を有する。インサート２７０もガスを通過させる複数の区域を有してもよい。

【0037】

ライナー２９０はサセプタ１５０を囲んでガスがウエハＷで流動するように誘導する構成を有する。そのために、ライナー２９０は概ねリング状を有してもよい。ライナー２９０の一側にはウエハＷに向かってガスを吐出する部分が、そして、他側にはウエハＷから離れたガスを排出する部分が形成されてもよい。

【0038】

ソースモジュール３００は、反応チャンバ１１０に供給されなければならないガスを保存するガスタンクであってもよく、それと連結された中間分配器であってもよい。

【0039】

以下で、インジェクタ２１０及び流量配分ユニット２３０については図３を参照して説明する。図３は、図２のインジェクタ関連構成を示す横断面図である。

【0040】

本図を追加で参照すると、インジェクタ２１０、具体的に、その個別層のポート２１１、２１２、２１３は、センターポート２１６、エッジポート２１７、及びミドルポート２１８を有する。

【0041】

センターポート２１６はウエハＷの中央領域に対応して位置する。エッジポート２１７はウエハＷの両側の縁部領域に対応して一対で備えられてもよい。ミドルポート２１８はセンターポート２１６とエッジポート２１７の間に配置されてもよい。ミドルポート２１８もセンターポート２１６を基準に左右両側に配置され、一対で備えられてもよい。センターポート２１６の中心を通る仮想の線Ｌに対して、センターポート２１６の左右部分、一対のエッジポート２１７及び一対のミドルポート２１８は、互いに対称的であってもよい。センターポート２１６、エッジポート２１７、及びミドルポート２１８は、互いに同一の幅（図面上、左右方向の長さ）あるいは体積を有してもよい。ひいては、ミドルポート２１８なしに、センターポート２１６と一対のエッジポート２１７のみで構成されてもよい。その場合、センターポート２１６とエッジポート２１７の領域がミドルポート２１８をカバーするように大きくなってもよい。

【0042】

流量配分ユニット２３０は流入ライン２３１と分岐ライン２３５を有する。流入ライン２３１はソースモジュール３００に連通してガスが入力される１つの（単一）ラインである。それに対して、分岐ライン２３５は流入ライン２３１から分岐して、各ポート２１１、２１２、２１３／２１６、２１７、２１８）連結される。

【0043】

流量配分ユニット２３０は、ポート２１１、２１２、２１３／２１６、２１７、２１８のそれぞれに連結された流量制御器（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、図示せず）を有してもよい。前記流量制御器のそれぞれに対する設定により、各ポート２１１、２１２、２１３／２１６、２１７、２１８に対するガスの投入量が独立的に配分されることができる。例えば、センターポート２１６に対するガスの投入量を最も低くし、一対のエッジポート２１７に対するガスの投入量を最も高くすることができる。一対のミドルポート２１８に対するガスの投入量はそれらの中間水準になってもよい。流量配分ユニット２３０はまた、一対のエッジポート２１７と一対のミドルポート２１８からの投入量がセンターポート２１６を基準に互いに対称するようにガスを配分してもよい。

【0044】

次に、インジェクタ２１０を介して複数の領域に区分されて吐出されるガスを反応チャンバ１１０側に向かって通過させるバッフル２５０について図４ないし図７を参照して説明する。

【0045】

まず、図４は、図２に示すバッフル２５０とインジェクタ２１０に対する正面図である。

【0046】

本図を参照すると、各ポート２１１、２１２、２１３／２１６、２１７、２１８から吐出されたガスはバッフル２５０の通過ホール２５１、２５３、２５５を通過する。

【0047】

通過ホール２５１、２５３、２５５は、第１層の通過ホール２５１、第２層の通過ホール２５３、及び第３層の通過ホール２５５を有する。第１層の通過ホール２５１は第１層のポート２１１に対応して位置する。第２層の通過ホール２５３は、第２層のポート２１２に対応して位置し、第３層の通過ホール２５５も第３層のポート２１３に対応して位置する。

【0048】

第２層の通過ホール２５３は、センターポート２１６、ミドルポート２１８、及びエッジポート２１７に対して対応する位置において均一なサイズを有する。それに対して、第１層の通過ホール２５１及び第３層の通過ホール２５５は、センターポート２１６に対応するものからエッジポート２１７に対応するものに行くほどサイズが小さくなってもよい。このような構成は、第２層の通過ホール２５３を通過する遮断ガスは領域とは関係なく多くの量がチャンバ１１０に注入され、第１層の通過ホール２５１及び第３層の通過ホール２５５を通過する原料ガス及び浄化ガスはウエハＷの領域別に異なる速度で注入できるようにするためである。具体的に、ウエハＷの中央よりは縁部においてガスの流速が遅くなるため、センターポート２１６からエッジポート２１７に対応する位置に行くほど通過ホールのサイズを減らしてそれを通過するガスの流速を補償することができる。

【0049】

次に、図５は、図４のセンターポート及び対応する通過ホールの形状を示す断面図であり、図６は、図４のミドルポート及び対応する通過ホールの形状を示す断面図であり、図７は、図４のエッジポート及び対応する通過ホールの形状を示す断面図である。

【0050】

本図を参照すると、第１層のポート２１１から第３層のポート２１３の全てにおいて、センターポート２１６、ミドルポート２１８、及びエッジポート２１７は互いに均一なサイズを有してもよい。また、第２層の通過ホール２５３のうちセンターポート２１６、ミドルポート２１８、及びエッジポート２１７に対応するものも互いに同一サイズを有してもよい。それらは円筒形状を有しているため、各自の入力端から出力端まで幅（直径）の変化がない。

【0051】

第１層の通過ホール２５１と第３層の通過ホール２５５は円筒形状のものとコーン（ｃｏｎｅ）形状のものが混合されている。例えば、センターポート２１６に対応する通過ホール２５１、２５５はシリンダー形状であるが、エッジポート２１７及びミドルポート２１８に対応する通過ホール２５１、２５５はコーン形状であってもよい。

【0052】

センターポート２１６に対応する通過ホール２５１、２５３、２５５は、第２層の通過ホール２５３から第１層の通過ホール２５１を経て第３層の通過ホール２５５を向かう方向に幅が小さくなる。このような関係はミドルポート２１８に対応する通過ホール２５１、２５３、２５５とエッジポート２１７に対応する通過ホール２５１、２５３、２５５にも同様に適用される。このような関係はウエハＷに近接する高さであるほど注入されるガスの速度が高くなる。

【0053】

前記のようなエピタキシャル成長装置及びそれに使用される多層ガス供給モジュールは、前述の実施例の構成と作動方式に限定されるものではない。前記実施例は各実施例の全部又は一部が選択的に組み合わされて多様な変形が行われるように構成されることもできる。

【符号の説明】

【0054】

１００ エピタキシャル成長装置
１１０ 反応チャンバ
１５０ サセプタ
２００ 多層ガス供給モジュール
２１０ インジェクタ
２３０ 流量配分ユニット
２５０ バッフル
２７０ インサート
２９０ ライナー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】