特許 7679862 エピタキシャル成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-12

(45)【発行日】2025-05-20

(54)【発明の名称】エピタキシャル成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20250513BHJP

   C30B 35/00 20060101ALI20250513BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

C30B35/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023181064

(22)【出願日】2023-10-20

(65)【公開番号】P2025070607

(43)【公開日】2025-05-02

【審査請求日】2023-10-20

(73)【特許権者】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】弁理士法人とこしえ特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小橋 一徳

【審査官】小▲高▼ 孔頌

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－０３９８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５９７４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０６６４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１８９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２３１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２６７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２７４１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１６１４２６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ３０Ｂ ３５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

カセットに収納された複数のウェーハを１枚ずつ処理する反応炉と、
前記反応炉を含むエピタキシャル成長装置で成膜するための処理条件を制御する制御手段と、
前記カセットをセットするロードポートと、を含み、
前記反応炉で前記ウェーハの主面にエピタキシャル膜を成膜し、
所定の頻度で、次の成膜処理を開始する前に、前記反応炉の内部を気相エッチングして生成物を除去するために前記反応炉をクリーニング処理し、
前記ロードポートにセットされるカセットを、決められた順番で処理するエピタキシャル成長装置において、
前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理が予約設定されていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次の成膜処理を開始する前に、前記反応炉を所定温度に維持するための温度維持処理レシピにより前記反応炉を制御するエピタキシャル成長装置（ただし、ダミーウェーハを前記反応炉に投入し、ダミープロセス用レシピに基づいて前記ダミーウェーハを処理することにより前記反応炉を所定温度に維持するものを除く）。

【請求項2】

前記カセットを次のカセットに交換する場合に、前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理の予約設定がされていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次のカセットの成膜処理を開始する前に、前記温度維持処理レシピにより前記反応炉を制御する請求項１に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項3】

前記温度維持処理レシピは、前記クリーニング処理を含んだレシピである請求項１又は２に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項4】

カセットに収納された複数のウェーハを反応炉にて１枚ずつ処理し、前記ウェーハの主面にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程と、
所定の頻度で、次の成膜処理を開始する前に、前記反応炉の内部を気相エッチングして生成物を除去するクリーニング処理工程と、を含み、
ロードポートにセットされるカセットを、決められた順番に従い処理するエピタキシャルウェーハの製造方法において、
前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理が予約設定されていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次の成膜処理を開始する前に、前記反応炉を所定温度に維持するように温度を制御するための温度維持処理を実施するエピタキシャルウェーハの製造方法（ただし、ダミーウェーハを前記反応炉に投入し、ダミープロセス用レシピに基づいて前記ダミーウェーハを処理することにより前記反応炉を所定温度に維持するものを除く）。

【請求項5】

前記カセットを次のカセットに交換する場合に、前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理が予約設定されていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次のカセットの成膜処理を開始する前に、前記温度維持処理を実施する請求項４に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エピタキシャル成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

エピタキシャルシリコンウェーハは、シリコンウェーハをＣＶＤ装置の反応炉に搬入し、トリクロロシラン等のシリコン原料ガスを導入し、シリコンウェーハの主面に単結晶シリコン膜を気相成長させることにより製造される。このとき、シリコンウェーハの表面のみならず反応炉の内部にもシリコンが付着し、成膜処理を繰り返すことでシリコン生成物が徐々に堆積することから、生成物を除去するためのクリーニング処理が定期的に行われる（特許文献１参照）。この従来技術は、カセットに収納されたウェーハの枚数とマルチデポ回数とに応じ、クリーニング処理のエッチング時間を補正し、カセットの最終ウェーハの後に行われるクリーニング処理を適正化するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２１－１０３７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来技術では、カセットの最終ウェーハの後に行われるクリーニング処理は適正化できるものの、成膜処理が終了したカセットと次に成膜処理するカセットとの間の処理については考慮されていない。このため、次のカセットの成膜処理の予約設定が出来ていないと装置の待機時間は長くなる。待機時間が長くなることにより炉体温度などの諸条件が変動するので、所定のレシピでエピタキシャル成長処理を行うと、所望の品質を有するエピタキシャルウェーハが得られないという問題がある。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、カセットの最終プロセスを終了してから次の成膜処理を開始するまでの待機時間が変動しても、所望の品質を有するエピタキシャルウェーハを製造できるエピタキシャル成長装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、カセットに収納された複数のウェーハを１枚ずつ処理する反応炉と、
前記反応炉を含むエピタキシャル成長装置で成膜するための処理条件を制御する制御手段と、
前記カセットをセットするロードポートと、を含み、
前記反応炉で前記ウェーハの主面にエピタキシャル膜を成膜し、
所定の頻度で、次の成膜処理を開始する前に、前記反応炉の内部を気相エッチングして生成物を除去するために前記反応炉をクリーニング処理し、
前記ロードポートにセットされるカセットを、決められた順番で処理するエピタキシャル成長装置において、
前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理が予約設定されていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次のカセットの成膜処理を開始する前に、前記反応炉を所定温度に維持するための温度維持処理レシピにより前記反応炉を制御するエピタキシャル成長装置（ただし、ダミーウェーハを前記反応炉に投入し、ダミープロセス用レシピに基づいて前記ダミーウェーハを処理することにより前記反応炉を所定温度に維持するものを除く）によって上記課題を解決する。

【0007】

上記発明において、前記カセットを次のカセットに交換する場合に、前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理の予約設定がされていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次のカセットの成膜処理を開始する前に、前記温度維持処理レシピにより前記反応炉を制御することがより好ましい。

【0008】

上記発明において、前記温度維持処理レシピは、前記クリーニング処理を含んだレシピでもよい。

【0009】

また本発明は、カセットに収納された複数のウェーハを反応炉にて１枚ずつ処理し、前記ウェーハの主面にエピタキシャル膜を成膜する成膜工程と、
所定の頻度で、次の成膜処理を開始する前に、前記反応炉の内部を気相エッチングして生成物を除去するクリーニング処理工程と、を含み、
ロードポートにセットされるカセットを、決められた順番に従い処理するエピタキシャルウェーハの製造方法において、
前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理が予約設定されていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次のカセットの成膜処理を開始する前に、前記反応炉を所定温度に維持するように温度を制御するための温度維持処理を実施するエピタキシャルウェーハの製造方法（ただし、ダミーウェーハを前記反応炉に投入し、ダミープロセス用レシピに基づいて前記ダミーウェーハを処理することにより前記反応炉を所定温度に維持するものを除く）によって上記課題を解決する。

【0010】

上記発明において、前記カセットを次のカセットに交換する場合に、前記カセットの最終プロセスが終了した際に次のカセットの成膜処理が予約設定されているか否かを判定し、
次のカセットの成膜処理が予約設定されていないと判定したときは、前記最終プロセスを終了してから次のカセットの成膜処理を開始する前に、前記温度維持処理を実施することがより好ましい。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、カセットの最終プロセスを終了してから次の成膜処理を開始するまでの待機時間が変動しても、成膜処理する前に反応炉を所定温度に維持するための温度維持処理を実施するので、所望の品質を有するエピタキシャルウェーハを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造システムの一実施の形態を示す概略構成図である。

【図2】図１のエピタキシャル成長装置を示す概略構成図である。

【図3】図１のエピタキシャルウェーハ製造システムの動作を示すフローチャートである。

【図4A】図１のホストコンピュータから出力される成膜処理レシピ及びクリーニング処理レシピによる処理工程の温度推移を示すグラフである。

【図4B】図１のホストコンピュータから出力される成膜処理レシピ，クリーニング処理レシピ及び温度維持処理レシピによる処理工程の温度推移を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るエピタキシャルウェーハ製造システムの一実施の形態を示す概略構成図である。同図に示すように、本実施形態のエピタキシャルウェーハ製造システム１は、バルクシリコンウェーハ（ポリッシュドウェーハ）の主面にエピタキシャル膜を気相成長させるためのエピタキシャル成長装置１０と、エピタキシャル成長装置１０の処理条件を出力するホストコンピュータ４０とを備える。エピタキシャル成長装置１０は、データ通信ラインを介してホストコンピュータ４０に接続され、ホストコンピュータ４０から出力される製品プロセス（成膜処理）に関する成膜処理レシピ、クリーニング処理に関するクリーニングレシピ及び温度維持処理に関する温度維持処理レシピに従って動作する。

【0014】

データベース５０には、製造すべきウェーハ製品の仕様、ウェーハ製品の仕様ごとの成膜条件に関する製法情報（レシピ名）、連続処理枚数などが記録され、ホストコンピュータ４０には、反応レシピ詳細、処理パラメータの設定などが記録され、後述する制御部１９は、ホストコンピュータ４０からの情報を記録する。本明細書において、ウェーハ製品の仕様ごとの成膜条件に関する製法情報を成膜処理レシピ、クリーニング処理に関する方法情報をクリーニング処理レシピ、反応炉１１を所定温度に維持するための温度維持処理に関する方法情報を温度維持処理レシピともいう。

【0015】

エピタキシャル成長装置１０は、ウェーハを１枚ずつ処理する第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂと、複数枚のウェーハが収容された第１カセット２１Ａと第２カセット２１Ｂが設置されるロードポート２０と、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂと、ロードポート２０との間に設けられたウェーハ搬送機構３０と、を備える。本実施形態のエピタキシャル成長装置１０は、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂを備え、２枚のウェーハを並列処理することが可能な冗長構成とされている。また、本実施形態のロードポート２０は、第１カセット２１Ａと第２カセット２１Ｂのそれぞれを設置可能な第１ポート２０Ａと第２ポート２０Ｂとを有し、第１カセット２１Ａ及び第２カセット２１Ｂのそれぞれからウェーハを取り出し、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂに送り込むことができる。なお、ロードポート２０は、雰囲気の置換を行うロードロック室として機能してもよく、又は雰囲気を置換しない単なるカセット設置スペースであってもよい。後者の場合、ロードポート２０内のウェーハは、ロードポート２０とは別に用意されたロードロック室を経由して第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂに送られる。

【0016】

図２は、エピタキシャル成長装置１０の第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂを示す概略構成図である。本実施形態の第１反応炉１１Ａと第２反応炉１１Ｂとは同じ構成であるため、第１反応炉１１Ａについて説明する。

【0017】

本実施形態のエピタキシャル成長装置１０は、図２に示すように、エピタキシャルＣＶＤ法によりウェーハＷを１枚ずつ処理する枚葉型の気相成長装置であり、ガス導入口１１１及びガス排出口１１２が形成された石英製の第１反応炉１１Ａを備える。また、本実施形態のエピタキシャル成長装置１０は、第１反応炉１１Ａの外側上部及び外側下部から内部を加熱する複数のヒータ１２と、第１反応炉１１Ａの内部に設けられ、黒鉛にＳｉＣ膜が被膜されて、ウェーハＷを支持するサセプタ１３と、サセプタ１３を回転駆動する回転駆動機構１４と、これらの各部を制御する制御部１９とを備える。なお、制御部１９は、ウェーハＷの搬送・成長を含めた処理順序に関する制御も実行する。

【0018】

第１反応炉１１Ａのガス導入口１１１は、配管１５及びバルブ１６を介して複数の原料タンク１７に接続されている。複数の原料タンク１７は、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ_３）などのエピタキシャル原料ガスを貯蔵するシリコン原料タンク１７ａ、ドーパントガスを貯蔵するドーパントガスタンク１７ｂ、クリーニングに用いる塩酸（ＨＣｌ）、三フッ化塩素（ＣｌＦ_３）などのエッチャントガスの液化原料を貯蔵するクリーニング原料タンク１７ｃ、アルゴン（Ａｒ）、水素（Ｈ２）などのキャリアガスの液化原料を貯蔵するキャリア原料タンク１７ｄを含む。これら原料ガスなどの供給のＯＮ／ＯＦＦ及び供給量は、対応するバルブ１６及びマスフローコントローラなどを制御することにより行うことができる。第１反応炉１１Ａのガス排出口１１２は、サセプタ１３を挟んでガス導入口１１１と反対側に設けられ、ガス導入口１１１から第１反応炉１１Ａの内部に供給されたガスは、サセプタ１３の上方を通ってガス排出口１１２から排出される。

【0019】

図１に戻り、本実施形態のロードポート２０は、第１カセット２１Ａ及び第２カセット２１Ｂの各スロットにウェーハＷが収容されているか否かを検知する在荷センサ２２を有し、制御部１９は、在荷センサ２２の出力に基づいて、第１カセット２１Ａ及び第２カセット２１Ｂに収容されているウェーハＷの枚数を数える。第１カセット２１Ａ及び第２カセット２１Ｂのスロット数（ウェーハの最大収容枚数）は、たとえば２５であるが、２５枚のウェーハＷが常に収容されているわけではなく、最大収容枚数に満たない場合があるため、各スロットにウェーハＷが収容されているか否かを検出する必要がある。このように、制御部１９及び在荷センサ２２は、第１カセット２１Ａ及び第２カセット２１Ｂに収容されているウェーハＷの枚数を数える機能を有する。またロードポート２０は、第１カセット２１Ａ及び第２カセット２１Ｂに貼り付けられたラベルからウェーハ製品の品番を読み取る機能を有し、読み取られた品番データは、ウェーハＷの枚数データと共にホストコンピュータ４０に送られる。

【0020】

本実施形態のウェーハ搬送機構３０はロボットアームを有し、ウェーハＷをロボットアームに搭載又は把持し、ロードポート２０と、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂとの間を搬送する。すなわち、第１カセット２１Ａ又は第２カセット２１Ｂから取り出された成膜前のウェーハＷは、ウェーハ搬送機構３０により第１反応炉１１Ａ又は第２反応炉１１Ｂに搬送される一方で、第１反応炉１１Ａ又は第２反応炉１１Ｂで成膜処理されたウェーハＷは、ウェーハ搬送機構３０により第１反応炉１１Ａ又は第２反応炉１１Ｂから取り出され、第１カセット２１Ａ又は第２カセット２１Ｂの元のスロットに戻される。ウェーハ搬送機構３０は、在荷センサ２２の出力に基づいて、各スロットからウェーハＷを取り出すとともに元のスロットに戻す。

【0021】

本実施形態の制御部１９は、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１ＢにおけるウェーハＷの成膜処理、炉内のクリーニング処理及び炉内の温度維持処理を制御する。そのため、成膜処理時には、キャリアガスと共にシリコン原料ガス及び必要に応じてドーパントガスを供給する。また、クリーニング処理時には、キャリアガスと共にエッチングガスを供給してシリコン生成物を除去する。さらに、所定の条件が成立した時には、ヒータ１２を制御することで第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂを所定温度に維持する。なお、制御部１９は、バルブ１６及びマスフローコントローラ等を制御してエピタキシャル膜の成膜量（膜厚）、ドーパント量（抵抗率）、エッチング量、クリーニング時間等を制御する。制御部１９は、ホストコンピュータ４０から送られてくる成膜処理レシピ、クリーニング処理レシピ、温度維持処理レシピに基づいて、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂを制御する。温度維持処理レシピによる維持温度は、シリコンエピタキシャル膜を生成する場合、たとえば１０５０～１２７５℃、好ましくは１１００～１１９０℃である。

【0022】

本実施形態のホストコンピュータ４０は、データベース５０と通信可能に構成され、ロードポート２０から送られてくる品番データに基づいてウェーハＷの製品仕様に関する情報などを取得する。データベー５０から取得する製品仕様に関する情報は、エピタキシャル膜の膜厚、抵抗率、成膜処理レシピ番号、クリーニング処理レシピ番号、温度維持処理レシピ番号、連続処理枚数などである。ホストコンピュータ４０は、ロードポート２０に搬入されたカセット２１に収容されたウェーハＷの処理条件等を、取得したタイミングで制御部１９へ予約設定する。

【0023】

図１に示すように、本実施形態のエピタキシャルウェーハ製造システム１は、２つの反応炉である、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂを備えるとともに、ロードポート２０も２つのポートである、第１ポート２０Ａ及び第２ポート２０Ｂを備え、ウェーハＷを並列処理する機能を有する。このようにウェーハＷを並列処理する機能を有する場合、エピタキシャル成長装置１０は、２つの運転モードを設定・選択することができる。運転モードの一つは、第１ポート２０Ａにセットされた第１カセット２１Ａに収納された複数枚のウェーハＷを、第１反応炉１１Ａで順に処理すると共に、第２ポート２０Ｂにセットされた第２カセット２１Ｂに収納された複数枚のウェーハＷを、第２反応炉１１Ｂで順に処理するモードであり、これはパラレル運転モードとも称される。運転モードの他の一つは、はじめに第１カセット２１ＡからウェーハＷを一枚ずつ順番に取り出して第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂの両方で並列処理し、第１カセット２１Ａに収納されたすべてのウェーハＷの処理が完了した後に第２カセット２１Ｂに収納されたウェーハＷの処理を開始するモードであり、これはシリアル運転モードとも称される。このように、１つのカセット２１に収容されたウェーハＷを、単一の反応炉を用いて処理してもよく、複数の反応炉を用いて並列処理してもよい。

【0024】

ここで、上述したパラレル運転モードを選択した場合には、以下のような問題が生じることが少なくない。すなわち、カセットの最終プロセスであるクリーニング処理が終了してから次のウェーハの成膜処理までの待機時間が、通常よりも長くなることがある。この原因としては、クリーニング処理時間が短かったり、カセットの交換タイミングが遅れたりすることで、次のカセットの成膜処理の予約設定が、カセットの最終プロセスの終了後になることがある。また、頻繁ではないが、シリアル運転モードを選択した場合でも、次のカセットの予約設定がされないと同様の問題が生じることがある。

【0025】

カセットの最終プロセスを終了してから次のウェーハの成膜処理までの待機時間が長くなると、反応炉１１の内部温度などの諸条件が変動するところ、成膜処理レシピは一つしか設定されていないので、この成膜処理レシピでエピタキシャル成長処理を行うと、膜厚や抵抗率などの所望の品質を満足するエピタキシャルウェーハが得られないという問題がある。

【0026】

図４Ａは、ホストコンピュータ４０から出力される成膜処理レシピ及びクリーニング処理レシピによる処理工程の温度推移を示すグラフである。図示する例では、カセットＡの最終プロセスとしてクリーニング処理１を実施する。すなわち、カセットＡに収納された最後のウェーハに対し成膜処理１（昇温⇒成膜⇒降温）を実施したのちウェーハＷを取り出した状態でクリーニング処理１（昇温⇒エッチング⇒降温）を実施する。このクリーニング処理１を終了した時点が、カセットＡの最終プロセスの終了時になる。このとき、カセットＡの最終プロセスの終了時までに、次のカセットＢがロードポート２０に搬入され、ホストコンピュータ４０から制御部１９へ、次のカセットＢに収容されたウェーハＷの成膜処理の条件等が予約設定されている場合は、所定時間Ｔの間に、次のカセットＢのウェーハＷを反応炉１１に投入し、成膜処理２（昇温⇒成膜⇒降温）を実施する。ここで、所定時間ＴはウェーハＷの炉内への搬入に要する時間で、炉内は所定のランプパワーで加熱されている。すなわち、カセットＡの最終プロセスを終了してから所定時間Ｔ経過後に次のカセットＢのウェーハＷの成膜処理２を開始すれば、当該成膜処理２によるウェーハＷのエピタキシャル膜品質の変動は抑制される。

【0027】

これに対し、図４Ｂに示すように、カセットＡの最終プロセスとしてのクリーニング処理１を終了するまでの間に、ホストコンピュータ４０から制御部１９へ、次のカセットＢに収容されたウェーハＷの成膜処理の条件等が予約設定されていない場合は、同図に点線で示すようにその反応炉１１の炉内温度が低下してしまう。制御部１９に設定された成膜処理レシピは一つしか設定されていないので、反応炉１１の炉内温度が低くなった状態で、その一つしかない成膜処理レシピを用いてエピタキシャル成長処理を行うと、膜厚や抵抗率などの品質が変動することになる。

【0028】

そのため、本実施形態のエピタキシャルウェーハ製造システム１では、制御部１９に、成膜処理レシピ及びクリーニング処理レシピとは別に、温度維持処理レシピが記録されている。この温度維持処理レシピとは、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂを所定温度に維持するためにヒータ１２などを制御するレシピであり、第１反応炉１１Ａ及び第２反応炉１１Ｂの温度がクリーニング処理を実施した場合と同じ程度の温度になるようにヒータ１２の出力、出力比、時間などの条件を含むレシピである。温度維持処理レシピは、実機による確認実験又はコンピュータシミュレーションにより予め諸条件の値が求められ、これがホストコンピュータ４０に記録されている。

【0029】

そして、ホストコンピュータ４０は次のカセットＢがセットされる際に、制御部１９に収容されたウェーハＷの成膜処理の条件等と成膜処理の予約設定を行う。制御部１９は、カセットＡの最終プロセスの終了時に、次のカセットＢに収容されたウェーハＷの成膜処理の予約設定がされているか否かを判定し、予約設定されていない場合は、カセットＢのウェーハの成膜処理をする前に制御部１９に設定されている温度維持レシピを実施する。

【0030】

図４Ｂは、ホストコンピュータ４０から出力される成膜処理レシピ，クリーニング処理レシピ及び温度維持処理レシピによる処理工程の温度推移を示すグラフである。図示する例では、図４Ａに示す例と同様にカセットＡの最終プロセスとしてクリーニング処理１を実施する。そして、カセットＡに収納された最後のウェーハに対し成膜処理１（昇温⇒成膜⇒降温）を実施したのちウェーハＷを取り出した状態でクリーニング処理１（昇温⇒エッチング⇒降温）を実施する。このクリーニング処理１を終了したら、所定時間Ｔの間に次のカセットＢの１枚目のウェーハＷを反応炉１１に投入し、成膜処理２（昇温⇒成膜⇒降温）を実施するはずであるが、カセットＢの処理予約の設定が遅れなどの原因により、カセットＡの最終プロセスたるクリーニング処理１を終了してから所定時間Ｔ経過後にカセットＢの１枚目のウェーハＷの成膜処理２を開始できない場合には、カセットＢの１枚目のウェーハＷの成膜処理２の前に温度維持処理を実施し、反応炉１１の炉内温度を所定温度に維持したのち、カセットＢの１枚目のウェーハＷの成膜処理２（昇温⇒成膜⇒降温）を実施する。

【0031】

次に動作を説明する。図３は、本実施形態のエピタキシャルウェーハ製造システム１の動作を示すフローチャートである。本例では、図１に示すエピタキシャルウェーハ製造システム１をパラレル運転モードで使用した場合であって、第１ポート２０Ａの第１カセット２１Ａに収納されたウェーハＷを第１反応炉１１Ａで成膜処理するときの動作を説明する。

【0032】

まずステップＳ１において、第１ポート２０Ａに第１カセット２１Ａが搬入される。カセットの交換は、現在のカセットに収納されたすべてのウェーハＷの成膜処理が終了すると行われ、成膜処理後のウェーハＷを収納したカセットをロードポート２０から搬出し、成膜前のウェーハＷを収納した新しいカセット２１をロードポート２０に搬入する。こうしたカセットの搬出・搬入作業は、図示しないカセット搬送装置により自動又は半自動で行われる。

【0033】

ステップＳ１において、未成膜のウェーハＷが収納された新しい第１カセット２１Ａが第１ポート２０Ａに搬入されると、続くステップＳ２において、在荷センサ２２により第１カセット２１Ａに収納されたウェーハＷの枚数を数え、制御部１９に取り込むと共にホストコンピュータ４０にも出力する。

【0034】

ステップＳ３では、ホストコンピュータ４０が、ロードポート２０から送られてくる品番データに基づいて、データベース５０からウェーハＷの製品仕様に関する情報（エピタキシャル膜の膜厚、抵抗率、成膜処理レシピ番号、クリーニング処理レシピ番号、温度維持処理レシピ番号、連続処理枚数など）などを取得する。ホストコンピュータ４０は、ロードポート２０に搬入されたカセット２１に収容されたウェーハＷの処理条件等を制御部１９へ出力し、成膜処理を予約設定する。

【0035】

ステップＳ４では、これから成膜処理を行うカセットの予約設定が、その前のカセットの最終プロセスが終了するまでに行われたか否かを判定し、その前のカセットの最終プロセスが終了するまでに行われていた場合はステップＳ６へ進み、その前のカセットの最終プロセスが終了するまでに行われていない場合はステップＳ５へ進む。

【0036】

ステップＳ５では、第１カセット２１Ａに収納されたウェーハＷのうちの１枚目のウェーハＷを成膜処理する前に、温度維持処理を実施する。新規なカセットが搬入された直後は、反応炉１１の炉体温度が下がっている可能性があるためである。

【0037】

ステップＳ６において、制御部１９は、ウェーハ搬送機構３０を制御し、第１カセット２１Ａに収納されたウェーハＷを第１反応炉１１Ａに投入し、成膜処理レシピにしたがって第１反応炉１１Ａやバルブ１６及びマスフローコントローラなどを制御し、ウェーハＷに所定のエピタキシャル膜を形成する。エピタキシャル膜の形成が終了したら、制御部１９はウェーハ搬送機構３０を制御し、成膜済みのウェーハＷを第１反応炉１１Ａから取り出し、第１カセット２１Ａの元のスロットに収納する。

【0038】

続くステップＳ７において、制御部１９は、クリーニング処理レシピにしたがって第１反応炉１１Ａやバルブ１６及びマスフローコントローラなどを制御し、炉内にエッチングガスを導入して生成物を除去し、ホストコンピュータ４０は、ウェーハＷの成膜処理が終了したカセット２１Ａの搬出を制御する。

【0039】

続くステップＳ８において、ホストコンピュータ４０は、制御部１９を介してロードポート２０に次のカセットがあるか否かを判定し、次のカセットがある場合はステップＳ１へ進み、次のカセットがなくなるまでステップＳ１からＳ７のステップを繰り返す。次のカセットがない場合は、製造を終了する。

【0040】

なお、上記実施形態の制御部１９及びホストコンピュータ４０が、本発明に係る制御手段に相当し、上記エピタキシャルウェーハの製造システム１が、本発明に係るエピタキシャル成長装置に相当する。

【符号の説明】

【0041】

１…エピタキシャルウェーハ製造システム
１０…エピタキシャル成長装置
１１…反応炉
１１Ａ…第１反応炉
１１Ｂ…第２反応炉
１１１…ガス導入口
１１２…ガス排出口
１２…ヒータ
１３…サセプタ
１４…回転駆動機構
１５…配管
１６…バルブ
１７…原料タンク
１７ａ…シリコン原料タンク
１７ｂ…ドーパントガスタンク
１７ｃ…クリーニング原料タンク
１７ｄ…キャリア原料タンク
１９…制御部
２０…ロードポート
２０Ａ…第１ポート
２０Ｂ…第２ポート
２１…カセット
２１Ａ…第１カセット
２１Ｂ…第２カセット
２２…在荷センサ
３０…ウェーハ搬送機構
４０…ホストコンピュータ
５０…データベース
Ｗ…ウェーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】