外延生长装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种外延生长装置，并且更具体地涉及具有加热结构的外延生长装置，该加热结构用于有效地且均匀地加热在室内的晶片。
【背景技术】
[0002]外延生长装置广泛地使用作为用于形成在例如硅晶片的表面上的单晶层(外延层)的装置。在单个晶片型外延生长装置中，当将源气体引入在其中水平地放置有晶片的室中时，执行加热以获得预定的温度，因而使外延层生长。
[0003]晶片需要在范围为从1000至2000摄氏度的高温下加热。将卤素灯用作加热源。将许多卤素灯布置在室的上和下部分中。在室的上部分，提供高温计以测量晶片的表面温度。高温计设计为通过从待测量的物体接收热辐射能来测量温度。因此，使在高温计和待测量的物体之间一定不存在障碍或不传热物。这是为什么通常将卤素灯布置成绕高温计的环的原因，以便不成为在高温计和晶片之间的障碍。
[0004]为了使在晶片平面上的外延层在厚度上尽可能均匀，在由卤素灯加热的晶片平面内的温度分布需要尽可能均匀。在日本专利申请早期公开编号2000-138170的情况下，将大致圆筒形反射部件放置在卤素灯的环内。反射部件以这样的方式成形:对应于各个外部加热卤素灯的部分的下端部位置比对应于各个内部加热卤素灯的部分的下端部位置更低。假定从各个外部加热卤素灯行进至晶片的内侧的红外线在行进至晶片的外侧之前由反射部件反射。因此，减少了发射至晶片的中央部分的红外线的量。
[0005]日本专利申请早期公开编号2011-146537公开了带有某结构的一种外延产生装置，在该结构中，大致圆筒形反射壁的下端部分设于向内侧倾斜的上灯组的外侧。在该结构中，将从上灯组的任何加热灯沿着竖直向下方向辐射的电磁波，在由倾斜的表面反射后导向至晶片的端部。因此，该结构可防止硅粘附至晶片的背面的端部，并且因此有可能改善晶片的平面度。
[0006]但是，根据常规外延生长装置的构造，由于反射部件的效果，在由卤素灯加热的晶片平面内的温度分布不充分均匀。因而，外延层可在厚度上不均匀。尤其在如日本专利申请早期公开编号2000-138170中所公开的，将卤素灯分离成外部加热组和内部加热组，并且将反射部件设于室的上部分中的情况下，在晶片的中央和外周区域中的温度倾向于高，而在中央和外周区域之间的中间区域倾向于低。
[0007]如果将大致圆筒形反射部件设于晶片上方，那么产生从上侧经由反射部件的内部流向下侧的空气流，并且该空气流直接碰撞覆盖在晶片上方的空间的室的上顶部的中央部分。因此，上顶部的中央部分的温度倾向于下降，并且问题为，硅的副产物可易于粘附至上顶部。如果副产物附接，那么来自卤素灯的热辐射能不能容易地行进穿过上顶部。作为结果，在晶片的中央区域中的温度更有可能下降，并且在晶片平面内的温度分布变得更不均匀。
【发明内容】
[0008]已经作出本发明以解决上述问题。因此，本发明的目的为提供一种外延生长装置，其可减少形成在晶片的主表面上的外延层的厚度上的平面内不均匀性，并且其可防止副产物粘附至室。
[0009]为了解决上述问题，在晶片的表面上生长外延层的本发明的外延生长装置包括:室，在其中容纳有晶片；上灯组，其包括在室上方布置成环的多个加热灯；下灯组，其包括设于室下方的多个加热灯；近似圆筒形反射部件，其设于上灯组的环内并在室上方；附加反射部件，其设于反射部件内并在晶片上方，并且其包括平行于晶片的反射表面，其中，附加反射部件以接近反射部件的下端部分的开口的至少一部分的方式提供。
[0010]根据本发明，将从上灯组放射并然后由晶片的上表面反射的电磁波通过附加反射部件再次反射，并且然后碰撞晶片的上表面。因此，晶片的上表面的平面内温度分布变得均匀，并且可加强外延层的厚度的平面内分布的均匀性。而且，可阻塞从上侧经由反射部件的内部空间流向下侧的空气流。因此，有可能防止副产物在上顶部上的沉积，该上顶部覆盖在晶片上方的空间。
[0011]在本发明的一个实施例中，附加反射部件优选地包括:圆板部分，其构成反射表面；和侧壁部分，其以围绕圆板部分的外周的方式提供。这种构造可确保机械强度，同时保持平行于晶片的反射表面尽可能大。
[0012]本发明的外延生长装置优选地还包括高温计，其设于室的上方和晶片的中央，其中，将反射部件以包围朝向晶片延伸的高温计的光轴的方式提供，附加反射部件包括形成在圆板部分的中央处的通孔，并且高温计的光轴行进穿过通孔。为了提供晶片中央的上方的高温计，需要将反射部件设于上灯组和高温计之间。反射部件的存在有可能导致晶片的平面内温度分布的不均匀性。但是，根据该构造，即使提供这种反射部件，晶片的平面内温度分布也可均匀。
[0013]本发明的外延生长装置优选地还包括近似圆筒形屏蔽管，将其以围绕高温计的光轴的方式设于反射部件内，其中将屏蔽管插入附加反射部件的通孔。而且，优选地将渐缩部分以如下方式设于反射部件的下端部分中:其直径朝向下侧变得逐渐更小，并且附加反射部件的外周端部与渐缩部分的内周表面接触。根据该构造，有可能仅仅通过将屏蔽管插入通孔而确定附加反射部件的平面方向位置。因此，附加反射部件可在放置附加反射部件时在这种情况下容易地操作。而且，可将晶片仅仅通过附加反射部件的自身重量容易且稳定地放置，并且反射表面自动地变成平行于晶片。
[0014]根据本发明，附加反射部件优选地由于反射部件相同的材料制成。根据该构造，当反射部件和附加反射部件通过在室内的温度变化而热膨胀时，可防止附加反射部件的变形、位置偏离和其它问题，这是因为反射部件和附加反射部件在热膨胀性上相等。
[0015]根据本发明，有可能提供一种外延生长装置，其可减少形成在晶片的上表面上的外延层的厚度上的平面内不均匀性，并且其可防止副产物粘附至室。
【附图说明】
[0016]本发明的上述特征和优点将从结合附图作出的某些优选实施例的下列描述而更加显而易见，其中: 图1是显示根据本发明的优选实施例的外延生长装置的构造的示意侧视横截面图；
图2是显示在图1中显示的外延生长装置中的上灯组的布局的示意平面图；
图3A是显示附加反射部件的形状的示意平面图；
图3B是沿着Π-Χ1线的侧视横截面图；
图4A是示出在未提供附加反射部件的情况下附加反射部件的功能性的示意图；
图4B是示出在提供附加反射部件的情况下附加反射部件的功能性的示意图；
图5A是示出在未提供附加反射部件的情况下附加反射部件的功能性的示意图；
图5B是示出在提供附加反射部件的情况下附加反射部件的功能性的示意图；
图6是显示晶片的上表面的平面内温度分布的图；
图7A是显示外延晶片的错位发生分布的示意平面图，所述外延晶片由本发明的实施例的外延生长装置产生；以及
图7B是显示外延晶片的错位发生分布的示意平面图，所述外延晶片由常规外延生长装置产生。
【具体实施方式】
[0017]本发明的优选实施例将参照附图在下面详细描述。
[0018]图1是显示根据本发明的优选实施例的外延生长装置的构造的示意侧视横截面图。
[0019]如图1所示，外延生长装置I为单个晶片形装置，其可一个接一个地加工硅晶片。外延生长装置I包括:室10，在其中容纳有晶片W ;和基座13，其在室10中从其下表面侧水平地支撑晶片W。基座13由支撑轴15以可旋转的方式支撑。在室的一侧部分中，提供有:气体入口 16、挡板17和调整部件18。在与一侧部分对置的另一侧部分中，提供气体出口19。附带地，根据其标准使用条件限定在外延生长装置I中的预定方向。因此，术语“向上”指从在室10中水平地放置的晶片W的下表面向其上表面的方向，并且术语“向下”指从晶片的上表面向下表面的方向