JP7342719B2 - Film forming equipment - Google Patents
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Description
本発明は、成膜装置に関し、例えば、化学気相成長法(以下、「CVD法」とする場合がある)により支持基板上に炭化珪素(以下、「SiC」とする場合がある)多結晶膜を形成することのできる、成膜装置に関する。 The present invention relates to a film forming apparatus, for example, depositing polycrystalline silicon carbide (hereinafter sometimes referred to as "SiC") on a support substrate by chemical vapor deposition (hereinafter sometimes referred to as "CVD method"). The present invention relates to a film forming apparatus capable of forming a film.
SiCは、珪素(以下、「Si」とする場合がある)と炭素で構成される化合物半導体材料である。SiCは、絶縁破壊電界強度がSiの10倍であり、バンドギャップがSiの3倍と優れているだけでなく、デバイスの作製に必要なp型、n型の制御が広い範囲で可能であること等から、Siの限界を超えるパワーデバイス用材料として期待されている。 SiC is a compound semiconductor material composed of silicon (hereinafter sometimes referred to as "Si") and carbon. SiC not only has an excellent dielectric breakdown field strength 10 times that of Si and a band gap three times that of Si, but also allows for the control of p-type and n-type over a wide range, which is necessary for device fabrication. For these reasons, it is expected to be a material for power devices that exceeds the limits of Si.
しかしながら、SiC半導体は、広く普及するSi半導体と比較し、大面積のSiC単結晶基板が得られず、工程も複雑であることから、Si半導体と比較して大量生産ができず、高価であった。 However, compared to the widely popular Si semiconductor, SiC semiconductors cannot be produced in large quantities and are expensive because large-area SiC single crystal substrates cannot be obtained and the process is complicated. Ta.
SiC半導体のコストを下げるため、様々な工夫が行われてきた。例えば、特許文献1には、SiC基板の製造方法であって、少なくとも、マイクロパイプの密度が30個/cm2以下のSiC単結晶基板とSiC多結晶基板を準備し、前記単結晶基板と前記多結晶炭化珪素基板とを貼り合わせる工程を行い、その後、単結晶基板を薄膜化する工程を行い、多結晶基板上に単結晶層を形成した基板を製造することが記載されている。 Various efforts have been made to reduce the cost of SiC semiconductors. For example, Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a SiC substrate, in which at least an SiC single crystal substrate and a SiC polycrystalline substrate having a density of micropipes of 30 pieces/cm 2 or less are prepared, and the single crystal substrate and the It is described that a step of bonding a polycrystalline silicon carbide substrate is performed, and then a step of thinning the single crystal substrate is performed to manufacture a substrate in which a single crystal layer is formed on the polycrystalline substrate.
更に、特許文献1には、SiC単結晶基板とSiC多結晶基板とを貼り合わせる工程の前に、SiC単結晶基板に水素イオン注入を行って水素イオン注入層を形成する工程を行い、SiC単結晶基板とSiC多結晶基板とを貼り合わせる工程の後、SiC単結晶基板を薄膜化する工程の前に、350℃以下の温度で熱処理を行い、SiC単結晶基板を薄膜化する工程を、水素イオン注入層にて機械的に剥離する工程とするSiC基板の製造方法が記載されている。 Furthermore, Patent Document 1 discloses that before the step of bonding a SiC single crystal substrate and a SiC polycrystalline substrate, a step of implanting hydrogen ions into the SiC single crystal substrate to form a hydrogen ion implantation layer is performed, After the process of bonding the crystal substrate and the SiC polycrystalline substrate, and before the process of thinning the SiC single crystal substrate, heat treatment is performed at a temperature of 350°C or less, and the process of thinning the SiC single crystal substrate is performed using hydrogen. A method for manufacturing a SiC substrate is described, which includes a step of mechanically peeling off an ion-implanted layer.
このような方法により、1つのSiC単結晶インゴットからより多くのSiC基板が得られるようになった。 With this method, more SiC substrates can be obtained from one SiC single crystal ingot.
しかしながら、特許文献1に記載の方法で製造されたSiC貼り合わせ基板は、その大部分がSiC多結晶基板である。このため、SiC貼り合わせ基板が、研磨等のハンドリングの際に損傷しないように、機械的な強度を有するよう十分な厚さのSiC多結晶基板を使用しなければならない。 However, most of the SiC bonded substrates manufactured by the method described in Patent Document 1 are SiC polycrystalline substrates. Therefore, it is necessary to use a SiC polycrystalline substrate with a sufficient thickness to have mechanical strength so that the SiC bonded substrate is not damaged during handling such as polishing.
従来、前記SiC多結晶基板は、CVD法によって多数の黒鉛製支持基板上にSiC多結晶膜を成膜した後、SiC多結晶膜で被覆された各支持基板を、SiC多結晶膜の端面を研削する等によりSiC多結晶膜の側面から露出させ、それから酸化雰囲気で焼成する等の手段により、支持基板をSiC多結晶膜から分離し、その後、SiC多結晶膜を平面研削および、必要に応じて研磨加工を施すことで、所望の厚みおよび面状態のSiC多結晶基板を得ていた(例えば、特許文献2)。 Conventionally, the SiC polycrystalline substrate has been produced by forming SiC polycrystalline films on a large number of graphite support substrates by CVD, and then depositing each support substrate coated with the SiC polycrystalline film on the end face of the SiC polycrystalline film. The support substrate is exposed from the side surface of the SiC polycrystalline film by grinding or the like, and then the supporting substrate is separated from the SiC polycrystalline film by baking in an oxidizing atmosphere, etc., and then the SiC polycrystalline film is ground by surface grinding and, if necessary, A SiC polycrystalline substrate with a desired thickness and surface condition was obtained by polishing the substrate (for example, Patent Document 2).
しかしながら、上記記載の手法では、多数の支持基板をCVD成膜装置の成膜室内に投入して成膜した際に、成膜室内の温度分布や、成膜ガスの濃度勾配により、成膜されるSiC多結晶膜の膜厚に大きなバラつきが生じるおそれがあり、このバラつきが成膜工程の長時間化、成膜後のSiC多結晶膜の平面研削の際の研削量の増加等により、SiC多結晶膜の生産性を低下させ、製造コストを増加させる要因となっていた。 However, in the above-described method, when a large number of support substrates are placed into a deposition chamber of a CVD deposition apparatus and a film is formed, the film formation may be affected by the temperature distribution in the deposition chamber or the concentration gradient of the deposition gas. There is a risk that large variations in the film thickness of the SiC polycrystalline film may occur, and this variation may cause the film formation process to take a longer time and the amount of grinding during surface grinding of the SiC polycrystalline film after film formation to increase. This has been a factor that reduces the productivity of polycrystalline films and increases manufacturing costs.
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、成膜対象基板の成膜対象面の同一面内における膜厚のバラつきを抑制することのできる、成膜装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made with attention to such problems, and it is an object of the present invention to provide a film forming apparatus that can suppress variations in film thickness within the same plane of a film forming target surface of a film forming target substrate. purpose.
本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究を行った結果、CVD法によって例えば多数の支持基板上にSiC多結晶膜を成膜する方法において、原料ガスを例えば上下方向に流し、支持基板の成膜対象面の面法線が原料ガスの流れる方向に対して直交するように支持基板を配置し、かつ、支持基板の成膜対象面の面法線と支持基板が回転する回転軸が平行となる方向に支持基板を回転させて成膜することのできる成膜装置を用いれば、成膜対象面における同一面内の膜厚バラつきを抑制できることを見出し、本発明を想到するに至った。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have discovered that in a method of forming SiC polycrystalline films on, for example, a large number of support substrates by CVD, raw material gas is flowed, for example, in the vertical direction, and the supporting substrates are The support substrate is arranged so that the surface normal of the surface to be film-formed on the substrate is perpendicular to the flow direction of the raw material gas, and the surface normal to the surface to be film-formed on the support substrate and the rotation axis around which the support substrate rotates. We discovered that by using a film forming apparatus that can form a film by rotating the support substrate in a direction in which the Ta.
すなわち、上記課題を解決するために、本発明の成膜装置は、化学気相成長法によって成膜対象基板に成膜する成膜室と、前記成膜室へ原料ガスを導入する原料ガス導入口と、前記成膜室から原料ガスを排出する原料ガス排出口と、前記成膜室の室内において、前記原料ガス導入口と前記原料ガス排出口との間で、長手方向が前記原料ガスの流れる方向と直交するように配され、前記原料ガスの流れる方向に回転し、前記成膜対象基板を前記原料ガスの流れる方向に回転可能に、かつ、前記成膜対象基板の成膜対象面が前記原料ガスの流れる方向と平行に保持する回転軸と、前記回転軸を回転する回転駆動手段と、を備える。 That is, in order to solve the above problems, the film forming apparatus of the present invention includes a film forming chamber for forming a film on a substrate to be formed by chemical vapor deposition, and a source gas introduction chamber for introducing a source gas into the film forming chamber. a raw material gas outlet for discharging the raw material gas from the film forming chamber; arranged so as to be perpendicular to the flow direction, rotate in the flow direction of the raw material gas, so that the film formation target substrate can be rotated in the flow direction of the raw material gas, and the film formation target surface of the film formation target substrate is rotated in the flow direction of the raw material gas. The apparatus includes a rotating shaft held parallel to the flow direction of the raw material gas, and a rotational drive means for rotating the rotating shaft.
前記回転軸は、前記成膜対象基板を串刺して固定する固定部を備えてもよい。 The rotating shaft may include a fixing part that skewers and fixes the substrate to be film-formed.
前記回転軸は、前記成膜対象基板の端部を把持する把持部を備えてもよい。 The rotation shaft may include a grip portion that grips an end portion of the substrate to be film-formed.
本発明によれば、成膜対象基板の成膜対象面の同一面内における膜厚のバラつきを抑制することのできる、成膜装置を提供することを目的とする。そのため、本発明であれば、成膜時間の短縮、平面研削における研削量の削減等により、生産性の向上や製造コストの低減の効果がある。 According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a film forming apparatus that can suppress variations in film thickness within the same plane of a film forming target surface of a film forming target substrate. Therefore, the present invention has the effect of improving productivity and reducing manufacturing costs by shortening film formation time, reducing the amount of grinding in surface grinding, etc.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
[成膜装置]
成膜装置は、化学気相成長法によって、成膜対象基板の成膜対象面に所定の物質の薄膜を成膜することのできる装置である。例えば、カーボン製支持基板やシリコン製支持基板を成膜対象基板とし、これらの支持基板に任意の炭化珪素多結晶膜や炭化珪素単結晶膜を成膜することができる。
[Film forming equipment]
The film forming apparatus is an apparatus capable of forming a thin film of a predetermined substance on a surface of a substrate to be film-formed using a chemical vapor deposition method. For example, by using a support substrate made of carbon or a support substrate made of silicon as a film-forming target substrate, any silicon carbide polycrystalline film or silicon carbide single crystal film can be formed on these support substrates.
このような成膜装置としては、以下に挙げる成膜室、原料ガス導入口、原料ガス排出口、回転軸および回転駆動手段を備える。 Such a film forming apparatus includes a film forming chamber, a raw material gas inlet, a raw material gas outlet, a rotating shaft, and a rotational drive means as described below.
〈成膜室〉
成膜室は、室内に成膜対象基板を設置し、化学気相成長法によって成膜対象基板に薄膜を成膜する。成膜室の内部形状は、直方体状や筒状等、任意の形状をとることができる。
<Film formation chamber>
In the film forming chamber, a substrate to be film-formed is installed in the room, and a thin film is formed on the substrate to be film-formed by chemical vapor deposition. The internal shape of the film forming chamber can be any shape, such as a rectangular parallelepiped shape or a cylindrical shape.
また、成膜室は黒鉛製であることが好ましい。黒鉛であれば直方体状や筒状への加工が容易であり、また、成膜時に不活性雰囲気下とすることで、高温となる成膜条件に十分な耐久性を持つことができる。 Further, it is preferable that the film forming chamber is made of graphite. Graphite can be easily processed into a rectangular parallelepiped or cylindrical shape, and by forming the film under an inert atmosphere, it can have sufficient durability under high-temperature film formation conditions.
成膜室は、後述する原料ガス導入口や原料ガス排出口を備える。これらの口の配置部分は特に限定されないが、例えば、原料ガス導入口が成膜室の床部にあり、原料ガス排出口が成膜室の天井部にあると、成膜工程中に原料ガスが下から上へ上下方向に流れる。 The film forming chamber includes a source gas inlet and a source gas outlet, which will be described later. Although there are no particular restrictions on the location of these ports, for example, if the source gas inlet is located on the floor of the film forming chamber and the source gas outlet is located on the ceiling of the film forming chamber, the source gas will be removed during the film forming process. flows vertically from bottom to top.
〈原料ガス導入口〉
原料ガス導入口は、成膜室へ原料ガスを導入する。例えば、カーボン製支持基板やシリコン製支持基板を成膜する場合には、Si系ガスとC系ガスを別々の原料ガス導入口を用いて成膜室へ導入してもよく、事前にこれらを混合した混合ガスを成膜室へ導入してもよい。また、原料ガスはキャリアガスに同伴され、さらにドーパントガスと同伴してもよい。
<Raw material gas inlet>
The raw material gas inlet introduces raw material gas into the film forming chamber. For example, when forming a film on a support substrate made of carbon or a support substrate made of silicon, Si-based gas and C-based gas may be introduced into the film formation chamber using separate raw material gas inlets, and these gases may be introduced in advance into the film formation chamber. The mixed gas may be introduced into the film forming chamber. Moreover, the source gas is entrained by a carrier gas, and may be further entrained by a dopant gas.
原料ガス導入口を端部に有する原料ガス導入菅としては、例えば、カーボン製支持基板やシリコン製支持基板を成膜する場合には、黒鉛製の菅やステンレス製の菅等、任意の菅を用いることができる。 As the raw material gas introduction tube having a raw material gas inlet at the end, for example, when forming a film on a carbon support substrate or a silicon support substrate, any tube such as a graphite tube or a stainless steel tube can be used. Can be used.
なお、原料が析出して原料ガス導入口が塞がれないように、原料ガス導入口の温度を制御できるよう、原料ガス導入管を適宜加熱できるヒーターや冷却できるクーラー等の温度制御手段を備えてもよい。 In addition, in order to control the temperature of the raw material gas inlet so that the raw material does not precipitate and block the raw material gas inlet, temperature control means such as a heater that can appropriately heat the raw material gas inlet pipe and a cooler that can cool it are provided. It's okay.
〈原料ガス排出口〉
原料ガス排出口は、成膜室から原料ガスを排出する。原料ガス排出口を端部に有する原料ガス排出菅としては、黒鉛製の菅やステンレス製の菅等、任意の菅を用いることができる。
<Raw material gas outlet>
The raw material gas exhaust port discharges the raw material gas from the film forming chamber. As the raw material gas discharge pipe having a raw material gas discharge port at its end, any pipe such as a graphite pipe or a stainless steel pipe can be used.
なお、原料が析出して原料ガス排出口が塞がれないように、原料ガス排出口の温度を制御できるよう、原料ガス排出管を適宜加熱できるヒーターや冷却できるクーラー等の温度制御手段を備えてもよい。 In addition, in order to control the temperature of the raw material gas outlet so that the raw material does not precipitate and block the raw material gas outlet, temperature control means such as a heater that can appropriately heat the raw material gas exhaust pipe and a cooler that can cool the raw material gas exhaust pipe are installed. It's okay.
〈回転軸〉
回転軸は、原料ガスの流れる方向に回転し、成膜対象基板を原料ガスの流れる方向に回転可能に、かつ、成膜対象基板の成膜対象面が原料ガスの流れる方向と平行に保持する。成膜工程中において、原料ガスは、成膜室内において原料ガス導入口から原料ガス排出口へ向かって流れる。そこで、回転軸は、成膜室の室内において、原料ガス導入口と原料ガス排出口との間で、長手方向が原料ガスの流れる方向と直交するように配される。回転軸がこのように配されることで、原料ガスの流れる方向に回転可能となり、さらに、成膜対象基板を原料ガスの流れる方向に回転可能に、かつ、成膜対象基板の成膜対象面が原料ガスの流れる方向と平行に保持することができる。
<Axis of rotation>
The rotating shaft rotates in the direction in which the raw material gas flows, so that the substrate to be film-formed can be rotated in the direction in which the raw material gas flows, and the surface to be film-formed of the substrate to be film-formed is held parallel to the direction in which the raw material gas flows. . During the film forming process, the source gas flows from the source gas inlet to the source gas outlet within the film forming chamber. Therefore, the rotating shaft is arranged in the film forming chamber between the source gas inlet and the source gas outlet so that its longitudinal direction is orthogonal to the flow direction of the source gas. By arranging the rotation shaft in this way, it becomes possible to rotate in the direction in which the raw material gas flows, and furthermore, it is possible to rotate the substrate to be film-formed in the direction in which the raw material gas flows, and also to rotate the film-forming target surface of the film-forming target substrate in the direction in which the raw material gas flows. can be held parallel to the flow direction of the raw material gas.
(固定部)
回転軸は、成膜対象基板を串刺して固定する固定部を備えることができる。例えば、回転軸本体の長手方向全体に亘ってネジ切り加工がされており、この回転軸本体を成膜対象基板の中心に開いた開口部へ通すことで、成膜対象基板を串刺しにし、さらにナットやワッシャーからなる固定部材を用いて成膜対象基板の両面から固定部材を締結することで、成膜対象基板を固定することができる。
(Fixed part)
The rotating shaft can include a fixing part that skewers and fixes the substrate to be film-formed. For example, the entire length of the rotating shaft body is threaded, and by passing this rotating shaft body through an opening in the center of the substrate to be film-formed, the substrate to be film-formed can be skewered. By fastening the fixing members such as nuts and washers from both sides of the substrate to be film-formed, the substrate to be film-formed can be fixed.
例えば、カーボン製支持基板やシリコン製支持基板を成膜する場合には、回転軸本体や固定部材は、黒鉛製であることが好ましい。黒鉛製であれば、ネジ切り加工や、ナット状やワッシャー状への加工が容易であり、また、成膜時に不活性雰囲気下とすることで、高温となる成膜条件に十分な耐久性を持つことができる。 For example, when forming a support substrate made of carbon or a support substrate made of silicon, the rotating shaft body and the fixing member are preferably made of graphite. If it is made of graphite, it can be easily threaded and processed into nuts and washers.Also, by forming the film under an inert atmosphere, it has sufficient durability to withstand high-temperature film forming conditions. You can have it.
図1に、固定部による成膜対象基板の固定の態様の一例として、成膜中においてウエハ形状の成膜対象基板100が回転軸200に保持される態様の一例を示す概略図を示す。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a mode in which a wafer-shaped
成膜対象基板100は、その中心に回転軸200を挿通可能な開口部110を有しており、開口部110に回転軸200を挿通し、成膜対象基板100の成膜対象面120となるおもて面120aとうら面120bから固定部材として2つのナット210を用いて回転軸200に締結して固定される。回転軸200に保持されている。回転軸200およびナット210は、化学気相成長法による成膜に耐えられる素材のものを使用することができ、例えばカーボン製の回転軸200およびナット210を使用することが出来る。回転軸200が、例えば矢印Aのように逆時計回りに回転することで、成膜対象基板100を矢印Aのように逆時計回りに回転させることができる。また、回転軸200は時計回りに回転させてもよい。
The
なお、成膜処理中の成膜対象基板の回転速度は特に限定されないが、例えば0.1~60rpmに設定することができる。回転速度が0.1より遅い場合には、成膜した膜の厚みが著しく偏る場合があり、また、60rpmより速い場合には回転軸200が損傷するおそれや、回転による気流が発生して成膜に不具合の生じるおそれがある。また、成膜対象基板100のおもて面120aとうら面120bが成膜対象面120であり、成膜対象面120から垂直に出るベクトルを面法線300とする。
Note that the rotation speed of the substrate to be film-formed during the film-forming process is not particularly limited, but can be set to, for example, 0.1 to 60 rpm. If the rotation speed is slower than 0.1, the thickness of the deposited film may be significantly uneven. If the rotation speed is faster than 60 rpm, there is a risk of damage to the
また、原料ガスが流れる方向を矢印Bで示している。原料ガスとしては、膜を成膜することができれば、特に限定されず、一般的に使用される原料ガスを用いることができる。例えば、炭化珪素の多結晶膜を成膜する場合には、Si系原料ガス、C系原料ガスを用いる。Si系原料ガスとしては、例えば、シラン(SiH4)を用いることができるほか、SiH3Cl、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4などのエッチング作用があるClを含む塩素系Si原料含有ガス(クロライド系原料)を用いることもできる。C系原料ガスとしては、例えば、メタン(CH4)、プロパン(C3H8)、アセチレン(C2H2)を用いることができる。 Further, arrow B indicates the direction in which the raw material gas flows. The source gas is not particularly limited as long as it can form a film, and commonly used source gases can be used. For example, when forming a polycrystalline film of silicon carbide, a Si-based source gas and a C-based source gas are used. As the Si-based raw material gas, for example, silane (SiH 4 ) can be used, as well as chlorine-based Si raw material-containing gases containing Cl that have an etching effect, such as SiH 3 Cl, SiH 2 Cl 2 , SiHCl 3 , and SiCl 4 . (chloride-based raw materials) can also be used. As the C-based raw material gas, for example, methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ), and acetylene (C 2 H 2 ) can be used.
窒化チタンの多結晶膜を成膜する場合には、TiCl4ガス、N2ガス等を用いることができる。窒化アルミニウムの多結晶膜を成膜する場合には、AlCl3ガス、NH3ガス等を用いることができる。炭化チタンの多結晶膜を成膜する場合には、TiCl4ガス、CH4ガス等を用いることができる。ダイヤモンドライクカーボンの多結晶膜を成膜する場合には、アセチレン等の炭化水素ガスを用いることができる。 When forming a polycrystalline film of titanium nitride, TiCl 4 gas, N 2 gas, or the like can be used. When forming a polycrystalline film of aluminum nitride, AlCl 3 gas, NH 3 gas, or the like can be used. When forming a polycrystalline film of titanium carbide, TiCl 4 gas, CH 4 gas, or the like can be used. When forming a polycrystalline film of diamond-like carbon, a hydrocarbon gas such as acetylene can be used.
また、原料ガスはキャリアガスを同伴してもよい。膜の成膜を阻害することなく、原料ガスを成膜対象基板100へ展開することができれば、一般的に使用されるキャリアガスを用いることができる。例えば、炭化珪素多結晶膜を成膜する場合には、熱伝導率に優れ、SiCに対してエッチング作用がある水素(H2)を用いることができる。
Further, the raw material gas may be accompanied by a carrier gas. A commonly used carrier gas can be used as long as the raw material gas can be spread onto the film
また、これら原料ガスおよびキャリアガスと同時に、第3のガスとして、不純物ドーピングガスを同時に供給することもできる。例えば、導電型をn型とする場合には窒素(N2)、p型とする場合にはトリメチルアルミニウム(TMA)を用いることができる。 Further, an impurity doping gas can be supplied as a third gas simultaneously with these source gas and carrier gas. For example, nitrogen (N 2 ) can be used when the conductivity type is n-type, and trimethylaluminum (TMA) can be used when the conductivity type is p-type.
本発明の成膜装置にて成膜する場合には、成膜対象基板100の成膜対象面120の面法線300と、原料ガスの流れる方向Bを直交させると共に、面法線300と成膜対象基板100が回転する回転軸200が平行となる方向に成膜対象基板100を回転させて成膜する。このように、成膜対象基板100を回転させながら、成膜対象面120に沿うように原料ガスを供給して成膜することで、原料ガスが成膜対象面120に偏って供給されることを抑制することができるため、成膜対象基板100の成膜対象面120の同一面内における膜厚のバラつきを抑制することができる。
When forming a film using the film forming apparatus of the present invention, the surface normal 300 of the film-forming
なお、原料ガスの流れる方向は、成膜対象面120と平行となるように任意に設定することができ、例えば図1に示す矢印Bのように鉛直方向であってもよく、水平方向であってもよい。
Note that the direction in which the source gas flows can be arbitrarily set to be parallel to the film-forming
また、図2に、成膜中においてウエハ形状の複数の成膜対象基板100が回転軸200に保持される態様の一例を示す概略図を示す。本発明の成膜装置にて成膜する場合には、図2に示すように複数の成膜対象基板100を成膜する方法であってもよい。一度の処理で成膜可能な枚数の成膜対象基板100を、成膜装置の成膜室中に設置することで、成膜効率を上げることができる。ここで、複数の成膜対象基板100の中心軸130のいずれもが、回転軸200と一致するように設置して成膜することが好ましい。すなわち、いずれの成膜対象基板100も、その中心に回転軸200を挿通可能な開口部110を有しており、開口部110に回転軸200を挿通して串刺し状に複数の成膜対象基板100を配置し、複数のナット210を用いて回転軸200に締結して固定される。このような配置とすることで、複数の成膜対象基板100の中心軸130のいずれもが、回転軸200の回転軸と一致させることができ、いずれの成膜対象基板100についても成膜条件を揃えることができるため、原料ガスがいずれの成膜対象面120に対しても偏って供給されることを抑制できることで、いずれの成膜対象基板100においても、成膜対象面120の同一面内における膜厚のバラつきを抑制することができる。
Further, FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a mode in which a plurality of wafer-shaped film-forming
そして、図2に示すように一度の処理で複数の成膜対象基板100を成膜する場合には、複数の成膜対象基板100の基板間距離140が等間隔であることが好ましい。基板間距離140が等間隔であることにより、いずれの成膜対象面120に対しても原料ガスを偏りなく均等に供給できるため、成膜対象基板100の成膜対象面120の同一面内における膜厚のバラつきを更に抑制することができる。
When a plurality of
(把持部)
回転軸は、成膜対象基板の端部を把持する把持部を備えることができる。例えば、上記の固定部と同様に、回転軸本体の長手方向全体に亘ってネジ切り加工がされており、さらにナットやワッシャーからなる把持部材を用いて、成膜対象基板の両面からその端部を挟み、その後、把持部材を締結することで、成膜対象基板の端部を把持することができる。また、ナットやワッシャーに代えて、回転軸本体を中通しする開口部を有するスペーサーを把持部材とすることもでき、スペーサーで成膜対象基板の端部を両面から挟みこむことで把持することができる。
(gripping part)
The rotating shaft can include a gripping part that grips an end of the substrate to be film-formed. For example, like the fixing part above, the entire length of the rotating shaft body is threaded, and a gripping member consisting of a nut or washer is used to attach the end of the rotating shaft from both sides of the substrate to be film-formed. By sandwiching and then tightening the gripping members, it is possible to grip the edge of the substrate to be film-formed. Furthermore, instead of a nut or washer, a spacer having an opening through which the rotating shaft body passes can be used as the gripping member, and the edge of the substrate to be film-formed can be gripped by sandwiching it from both sides with the spacer. can.
例えば、カーボン製支持基板やシリコン製支持基板を成膜する場合には、回転軸本体や把持部材は、黒鉛製であることが好ましい。黒鉛製であれば、ネジ切り加工や、ナット状やワッシャー状への加工が容易であり、また、成膜時に不活性雰囲気下とすることで、高温となる成膜条件に十分な耐久性を持つことができる。 For example, when forming a support substrate made of carbon or a support substrate made of silicon, the rotating shaft body and the gripping member are preferably made of graphite. If it is made of graphite, it can be easily threaded and processed into nuts and washers.Also, by forming the film under an inert atmosphere, it has sufficient durability to withstand high-temperature film forming conditions. You can have it.
図3に、固定部による成膜対象基板の固定の態様の一例として、図2とは異なる態様の、成膜中においてウエハ形状の複数の成膜対象基板100が回転軸200に保持される態様の一例を示す概略図を示す。本発明の製造装置で成膜する場合には、図3に示すように複数の成膜対象基板100を成膜する方法で行うことにより、一度の処理で成膜可能な枚数の成膜対象基板100を、成膜装置の成膜室中に設置することで、成膜効率を上げることができる。また、図3に示す態様の場合には、複数の成膜対象基板100が回転対称に回転軸200に配置された回転対称基板群400を構成する。各成膜対象基板100は、固定手段として一対のナット210によって回転軸200に把持して固定されている。固定手段としては、特に限定されないが、例えば中通ししたナット210の他にも、ワッシャー等によって成膜対象基板100を挟んで把持することにより、成膜対象基板100を固定することができる。
FIG. 3 shows a mode in which a plurality of wafer-shaped
回転対称基板群400は、同一平面上にある複数の成膜対象基板100から構成されており、図3では4枚の成膜対象基板100を示しているが、これに限定されず、2~8枚程度で任意の枚数の成膜対象基板100により回転対称基板群400を構成し、回転対称基板群400を一対のナット210によって回転軸200に把持して固定することができる。複数の成膜対象基板100によって回転対称基板群400を構成し、これを回転させることにより、いずれの成膜対象基板100についても成膜条件を揃えることができる。そのため、原料ガスがいずれの成膜対象面120に対しても偏って供給されることを抑制できることで、いずれの成膜対象基板100においても、成膜対象面120の同一面内における膜厚のバラつきを抑制することができる。
The rotationally
また、図4に、図3とは異なる態様の、成膜中においてウエハ形状の複数の成膜対象基板100が回転軸200に保持される態様の一例を示す概略図を示す。ここで、複数の回転対称基板群400の回転軸410のいずれもが一致することが好ましい。すなわち、いずれの回転対称基板群400の成膜対象基板100も、同一の回転軸200に固定する配置を取る。このような配置とすることで、複数の回転対称基板群400の回転軸410のいずれもが、回転軸200の回転軸と一致させることができ、いずれの成膜対象基板100についても成膜条件を揃えることができるため、原料ガスがいずれの成膜対象面120に対しても偏って供給されることを抑制できることで、いずれの成膜対象基板100においても、成膜対象面120の同一面内における膜厚のバラつきを抑制することができる。
Further, FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a mode in which a plurality of wafer-shaped film-forming
そして、図4に示すように一度の処理で複数の回転対称基板群400の成膜対象基板100を成膜する場合には、複数の回転対称基板群400の間における基板間距離420が等間隔であることが好ましい。基板間距離420が等間隔であることにより、いずれの成膜対象面120に対しても原料ガスを偏りなく均等に供給できるため、成膜対象基板100の成膜対象面120の同一面内における膜厚のバラつきを更に抑制することができる。基板間距離420を等間隔にすることは、例えばナット210の幅を調整することや、ナット210の他にスペーサー等を用いることにより可能である。
As shown in FIG. 4, when forming a film on the film
〈回転駆動手段〉
回転駆動手段は、回転軸を回転する。回転駆動手段としては、例えば、原動機としてピストンを備えるエンジンと、ピストンによるピストン運動を回転運動に代えるコンロッドやクランクシャフトを備えることができ、クランクシャフトが回転軸へ接続することで、回転軸を回転することができる。
<Rotation drive means>
The rotation drive means rotates the rotation shaft. The rotational drive means can include, for example, an engine equipped with a piston as a prime mover, and a connecting rod or crankshaft that replaces the piston movement by the piston with rotational movement, and the crankshaft connects to the rotational shaft to rotate the rotational shaft. can do.
また、原動機としてモーターを用いる場合には、回転駆動手段としては、モーターと、モーターの作動によるモーターのシャフトの回転を回転軸へ伝えるモーターベルトと、シャフトとモーターベルトをつなぐ第1滑車や、モーターベルトと回転軸をつなぐ第2滑車を備えることができる。モーターの回転運動を、シャフト、第1滑車、モーターベルト、第2滑車の順に伝えて、回転軸を回転させることができる。また、モーターのシャフトを延長させて回転軸200することもできる。
In addition, when a motor is used as the prime mover, the rotational drive means includes the motor, a motor belt that transmits the rotation of the motor shaft due to the operation of the motor to the rotating shaft, a first pulley that connects the shaft and the motor belt, and the motor. A second pulley connecting the belt and the rotating shaft can be provided. The rotating shaft can be rotated by transmitting the rotational motion of the motor to the shaft, the first pulley, the motor belt, and the second pulley in this order. Further, the shaft of the motor can be extended to form the
例えば、カーボン製支持基板やシリコン製支持基板を成膜する場合において、回転駆動手段のコンロッドやクランクシャフト、第1滑車や第2滑車は、成膜室内に備えられる場合には黒鉛製であることが好ましい。黒鉛製であれば、加工が容易であり、また、成膜時に不活性雰囲気下とすることで、高温となる成膜条件に十分な耐久性を持つことができる。モーターのベルトに代えて黒鉛製のチェーンを用いることができる。 For example, when depositing a support substrate made of carbon or a support substrate made of silicon, the connecting rod, crankshaft, first pulley, and second pulley of the rotational drive means, if provided in the deposition chamber, must be made of graphite. is preferred. If it is made of graphite, it is easy to process, and by forming the film under an inert atmosphere, it can have sufficient durability under high-temperature film formation conditions. A graphite chain can be used in place of the motor belt.
なお、回転駆動手段が成膜室の筐体より外部に備えられる場合には、成膜環境に対応できる素材である必要は無く、金属製やFRP製等の、常温常圧で大気雰囲気下において一般的に使用することのできる回転駆動手段であればよい。 Note that if the rotational drive means is provided outside the casing of the film forming chamber, it does not need to be made of a material that can handle the film forming environment, and may be made of metal, FRP, etc. Any rotational driving means that can be generally used may be used.
(その他の構成)
成膜装置としては、上記以外の構成を備えることができる。例えば、成膜室内の温度を制御するヒーター、ヒーターの外側にあり、成膜装置の外装となる水冷されたステンレス製の筐体等を備えることができる。
(Other configurations)
The film forming apparatus may have a configuration other than the above. For example, it may include a heater that controls the temperature inside the film forming chamber, a water-cooled stainless steel casing that is located outside the heater, and serves as the exterior of the film forming apparatus.
(成膜装置1000)
以下、本発明の成膜装置の一例について、図面を参照しつつ説明する。
(Film forming apparatus 1000)
An example of the film forming apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図5に、成膜装置1000の概略断面図を示す。成膜装置1000は、複数のナット210を用いて回転軸200に保持された成膜対象基板100を成膜する成膜室1010、成膜室1010へ原料ガスやキャリアガスを導入する導入口1020、成膜室1010より排出された原料ガスやキャリアガスを成膜装置1000の外部へ排気する排気口1030、成膜室1010より排出された原料ガスやキャリアガスを排気口1030へ導入する排出ガス導入室1040、排出ガス導入室を覆うボックス1050、ボックス1050の外部より成膜室1010内の温度を制御するヒーター1060、ヒーター1060の外側にあり、成膜装置1000の外装となる水冷されたステンレス製の筐体1100を備えることができる。
FIG. 5 shows a schematic cross-sectional view of the
また、成膜装置1000は、回転駆動手段として筐体1100の外壁に接地するモーター500のシャフトが回転軸200となっており、筐体1100から成膜室1010を通ってボックス1050まで横穴を開けて、そこへ回転軸200を通す。そして、モーターの駆動により回転軸200が回転する。なお、回転軸200の回転数は、回転数を制御できるスイッチ等により制御可能であり、ブレーキ等の機械的または電気的制御手段によっても回転を制御することができる。また、回転軸200のモーター500とは反対にある端部は、ボックス1050の外壁に接地するベアリング510により、回転軸200の回転を阻害しないようボックス1050に固定することができる。
Further, in the
(成膜装置1001)
図6に、成膜装置1000とは異なる本発明の成膜装置の一例として、成膜装置1001の概略断面図を示す。成膜装置1001は、回転軸200がベアリング510によりボックス1050に固定されていることについては、成膜装置1000と同様であるが、モーター500に代えて、エンジン600、エンジン600によりピストン運動するシャフト610、筐体1100の外壁に接地するボックス620の内部にあり、ピストン運動を回転力に代える軸となるクランクシャフトを備える点が、成膜装置1000とは異なる。
(Film forming apparatus 1001)
FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of a
このようなエンジン600、シャフト610、およびクランクシャフトを備える回転駆動手段によっても、回転軸200を回転させることができる。
The
(成膜装置1002)
図7に、成膜装置1000、1001とは異なる本発明の成膜装置の一例として、成膜装置1002の概略断面図を示す。成膜装置1002は、モーター500を用いることと、回転軸200がベアリング510によりボックス1050に固定されていることについては、成膜装置1000と同様であるが、モーター500のシャフト520が回転軸200となっていることに代えて、回転方向を変えるギアボックス530が筐体1100の外壁に接地する点で、成膜装置1000、1001とは異なる。
(Film forming apparatus 1002)
FIG. 7 shows a schematic cross-sectional view of a
図8に、ギアボックス530内のギアの構成を示す概略図を示す。ギアボックス530の内部では、シャフト520の端部付近に設けられた複数の歯車521と、回転軸200の端部付近に設けられた複数の歯車201が噛み合うように備えられており、シャフト520による水平方向の回転を回転軸200の上下方向の回転に変換することができる。
FIG. 8 shows a schematic diagram showing the configuration of gears in the
このようなモーター500、シャフト520、ギアボックス530内の歯車201、521を備える回転駆動手段によっても、回転軸200を回転させることができる。
The
(成膜装置1003)
図9に、成膜装置1000、1001、1002とは異なる本発明の成膜装置の一例として、成膜装置1003の概略断面図を示す。成膜装置1003は、モーター500、シャフト520、回転方向を変えるギアボックス530を用いて回転軸200を回転させることについては、成膜装置1002と共通である。ただし、モーター500が筐体1100の外壁の上部中央に接地し、シャフト520がモーター500から筐体1100、ボックス1050、排出ガス導入室1040を貫通して、成膜室1010の内部に伸びる点、成膜室1010の内部にギアボックス530があって、ギアボックス530より左右に回転軸200が伸びて、ギアボックス530の左右で成膜対象基板100を保持する点、回転軸の両端がベアリング510によりボックス1050に固定されている点で、成膜装置1002とは異なる。
(Film forming apparatus 1003)
FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of a
図10に、図8とは異なる態様のギアボックス530内のギアの構成を示す概略図を示す。ギアボックス530の内部では、シャフト520の端部付近に設けられた複数の歯車521と、回転軸200においてその長手方向の両端から等距離の部分またはその部分の付近に設けられた複数の歯車201が噛み合うように備えられており、シャフト520による水平方向の回転を回転軸200の上下方向の回転に変換することができる。
FIG. 10 is a schematic diagram showing the configuration of gears in the
[基板の製造方法の一例]
次に、本発明の成膜装置を用いた基板の製造方法について、その一例を説明する。基板の製造方法としては、上記した本発明の成膜装置を用いた成膜方法を含む。例えば、図5に示す成膜装置1000の成膜室1010において、複数の成膜対象基板100を回転軸200に固定する。そして、成膜室1010内から大気を除去するために、ロータリーポンプ等で成膜室1010内を真空引きした後、Ar等の不活性ガスで成膜室1010内を大気圧に戻し、不活性ガスを流しながら成膜室1010内を反応温度まで昇温させる。成膜室1010内が反応温度に達したら、不活性ガスを止め、モーター500を動かして回転軸200を回転させることにより、成膜対象基板100を回転させながら原料ガスおよびキャリアガス等を成膜室1010内へ流す。これにより、成膜対象基板100に膜を成膜することができる。
[Example of substrate manufacturing method]
Next, an example of a method for manufacturing a substrate using the film forming apparatus of the present invention will be described. The substrate manufacturing method includes a film forming method using the above-described film forming apparatus of the present invention. For example, in a
また、基板の製造方法として、炭化珪素多結晶基板の製造方法を例として挙げると、かかる製造方法は、以下に説明する露出工程と燃焼除去工程を更に含む。 Further, as an example of a method for manufacturing a substrate, a method for manufacturing a polycrystalline silicon carbide substrate is taken as an example. This manufacturing method further includes an exposure step and a combustion removal step, which will be described below.
〈露出工程〉
露出工程の一例としては、上記した成膜方法により得た、表面に炭化珪素多結晶膜が成膜したカーボン支持基板に対し、成膜した炭化珪素多結晶膜の端部を除去してカーボン支持基板を露出させる工程が挙げられる。この工程により、カーボン支持基板が露出され、後述する燃焼除去工程によりカーボン支持基板を気化させ易くなる。
<Exposure process>
An example of the exposure step is to remove the edges of the silicon carbide polycrystalline film on the surface of the carbon support substrate obtained by the above-described film forming method, and then remove the carbon support substrate. This includes a step of exposing the substrate. This step exposes the carbon support substrate, making it easier to vaporize the carbon support substrate in the combustion removal step described below.
成膜工程によって、カーボン支持基板の側壁には炭化珪素多結晶膜が成膜されるため、これを例えば端面加工装置に投入して、成膜した炭化珪素多結晶膜の端面から内側へ2~4mm研削して、カーボン支持基板の端面を露出させることができる。なお、炭化珪素多結晶膜の成膜前に、カーボン支持基板の外周部をリング状の黒鉛等でマスクしておけば、端面加工は不要であり、この場合には、マスクを除去することが露出工程となる。 In the film forming process, a silicon carbide polycrystalline film is formed on the side wall of the carbon support substrate, so this is put into an end face processing device, for example, and the silicon carbide polycrystalline film is processed inward from the end face of the formed silicon carbide polycrystalline film. By grinding 4 mm, the end face of the carbon support substrate can be exposed. Note that if the outer periphery of the carbon support substrate is masked with ring-shaped graphite or the like before forming the silicon carbide polycrystalline film, end face processing is not required, and in this case, the mask can be removed. This is the exposure process.
または、所望の直径(例えば、6インチ径)となるように、表面に炭化珪素多結晶膜が成膜したカーボン支持基板をコアドリル等でくり抜くことで、カーボン支持基板を側面外周において露出させることができる。 Alternatively, the carbon support substrate with a silicon carbide polycrystalline film formed on its surface may be hollowed out with a core drill or the like to a desired diameter (for example, 6 inches diameter), thereby exposing the carbon support substrate at the outer periphery of the side surface. can.
〈燃焼除去工程〉
燃焼除去工程の一例としては、大気雰囲気中において、圧力を1気圧、温度800℃の条件下に、露出工程後のカーボン支持基板を100時間以上保持する工程が挙げられる。本工程により、カーボン支持基板を燃焼させて除去できるため、炭化珪素多結晶基板を得ることができる。
<Combustion removal process>
An example of the combustion removal step is a step of holding the carbon support substrate after the exposure step under conditions of 1 atm pressure and 800° C. in the atmosphere for 100 hours or more. In this step, the carbon supporting substrate can be burned and removed, so a silicon carbide polycrystalline substrate can be obtained.
(研磨工程)
炭化珪素多結晶基板の製造方法では、燃焼除去工程後、成膜した炭化珪素多結晶膜の表面を研磨する研磨工程を含んでもよい。炭化珪素多結晶基板は、半導体の製造に用いられる基板とするのであれば、半導体製造プロセスで使用できる面精度が必要となる。そこで、本工程により、炭化珪素基板の表面を平滑化することが好ましい。
(polishing process)
The method for manufacturing a silicon carbide polycrystalline substrate may include a polishing step of polishing the surface of the formed silicon carbide polycrystalline film after the combustion removal step. If a silicon carbide polycrystalline substrate is to be used in the manufacture of semiconductors, it must have surface precision that can be used in semiconductor manufacturing processes. Therefore, it is preferable to smooth the surface of the silicon carbide substrate through this step.
例えば、炭化珪素基板をダイアモンドスラリーでラップ処理し、ダイアモンドとアルミナとの混合スラリーでハードポリッシュした後に、シリカスラリー(コロイダルシリカ、pH11)でポリッシュするという工程を経て、炭化珪素基板の表面を平滑化することができる。 For example, the surface of the silicon carbide substrate is smoothed by lapping it with diamond slurry, hard polishing it with a mixed slurry of diamond and alumina, and then polishing it with silica slurry (colloidal silica, pH 11). can do.
(その他の工程)
本発明の炭化珪素基板の製造方法は、上記の工程以外にも、他の工程を含むことができる。例えば、研磨工程による炭化珪素基板への付着物を除去するための洗浄工程等が挙げられる。また、本発明の基板の製造方法としては、炭化珪素多結晶基板とは異なる基板を製造する場合において、基板を製造するための任意の工程を含むことができる。
(Other processes)
The method for manufacturing a silicon carbide substrate of the present invention can include other steps in addition to the steps described above. For example, a cleaning process for removing deposits on the silicon carbide substrate due to a polishing process, etc. may be mentioned. Further, the method for manufacturing a substrate of the present invention can include any step for manufacturing a substrate when manufacturing a substrate different from a silicon carbide polycrystalline substrate.
以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。ここでは、成膜対象基板としてカーボン支持基板を使用し、カーボン支持基板に炭化珪素多結晶膜を成膜した。なお、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below with reference to comparative examples. Here, a carbon support substrate was used as a film-forming target substrate, and a silicon carbide polycrystalline film was formed on the carbon support substrate. Note that the present invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
炭化珪素多結晶膜の成膜に使用した成膜装置1000としては、成膜室1010の底面から原料ガスを導入し、天井より排出するホットウォール型の熱CVD装置用いた。成膜対象基板100としては、厚み5mmで直径400mmのウエハ形状であり、中心に直径50mmの開口部110を有するカーボン支持基板を使用した。図2、5に示す態様のように、成膜対象基板100を、その面法線300が回転軸200と平行であり、かつ原料ガスの流れる方向と直交するように、成膜室1010内に配置した。成膜に使用した成膜対象基板100は6枚であり、各成膜対象基板100の向かい合う成膜対象面120の基板間距離140がいずれも20mmとなるように、回転軸200に串刺し状に固定した。なお、成膜対象基板100の間を通過する原料ガスの流れが均等となるように、成膜室1010の内壁と、その内壁と対向する成膜対象面120との距離も20mmとなるように設置した。
(Example 1)
The
成膜室1010内を排気ポンプにより真空引きを行って減圧状態とした後、Arガスを導入して成膜室1010内の圧力を大気圧に戻し、Arガスをフローさせながら、成膜室1010内を1400℃まで加熱した。原料ガスとして、SiCl4、CH4を使用し、キャリアガスとしてH2を用いた。成膜対象基板100をいずれも1rpmの回転速度で回転させながら、ガスの流量比がSiCl4:CH4:H2=1:1:10となる条件で、成膜対象面120のおもて面120aとうら面120bに対し、2.5時間の成膜を実施した。このときの成膜室1010内の圧力は、20kPaとなるよう圧力制御を実施した。
After the inside of the
成膜工程終了後、炭化珪素多結晶膜が成膜した成膜対象基板100を内径が151mmのコアドリルを用いて、1枚の成膜対象基板100から直径150mmの基板を4枚くりぬいた。くりぬいた各基板の外周部は、成膜対象基板100であるカーボン支持基板が露出した状態である。この基板を大気雰囲気で800℃、100時間以上加熱することで、カーボン支持基板を燃焼除去し、1枚の成膜対象基板100あたり合計8枚の炭化珪素多結晶基板を分離した。残り5枚の炭化珪素多結晶膜が成膜した成膜対象基板100についても、同様の露出工程と燃焼除去工程による処理をすることで、1バッチ当たり合計48枚の炭化珪素多結晶基板を得た。
After the film-forming process was completed, four substrates each having a diameter of 150 mm were cut out of the film-forming
これら48枚の炭化珪素多結晶基板の全てについて厚みを測定した結果、同一面内における厚みが最も薄い箇所は130μmであり、最も厚い箇所は400μmであった。 As a result of measuring the thickness of all of these 48 polycrystalline silicon carbide substrates, the thinnest part in the same plane was 130 μm, and the thickest part was 400 μm.
(実施例2)
成膜対象基板100としては、厚み5mmで直径151mmのウエハ形状であり、開口部110の無いカーボン支持基板を使用した。図4に示すように、回転軸200に対して回転対称として4回対称にナット210で挟んで配置したものを1組の回転対称基板群400として、回転対称基板群400の間における基板間距離420が20mmで等間隔となるように、合計6組(成膜対象基板100の合計24枚)の回転対称基板群400を成膜室1010に配置した。また、成膜対象基板100の間を通過する原料ガスの流れが均等となるように、成膜室1010の内壁と、その内壁と対向する成膜対象面120との距離も20mmとなるように設置した。その他の条件は、実施例1と同様にして成膜した。
(Example 2)
As the
成膜工程終了後、炭化珪素多結晶膜が成膜した成膜対象基板100を成膜室1010から取り出し、炭化珪素多結晶膜の端部の一部を除去して成膜対象基板100であるカーボン支持基板を露出させた。その後、この基板を大気雰囲気で800℃、100時間以上加熱することで、カーボン支持基板を燃焼除去した。これらの操作により、1枚の成膜対象基板100あたり合計2枚、1バッチ当たり合計48枚の炭化珪素多結晶基板を得た。
After the film-forming process is completed, the film-forming
これら48枚の炭化珪素多結晶基板の全てについて厚みを測定した結果、同一面内における厚みが最も薄い箇所は130μmであり、最も厚い箇所は400μmであった。 As a result of measuring the thickness of all of these 48 polycrystalline silicon carbide substrates, the thinnest part in the same plane was 130 μm, and the thickest part was 400 μm.
(比較例1)
成膜工程における成膜対象基板100の回転速度を0rpm(無回転)とした以外は、実施例1と同様に成膜工程、露出工程および燃焼除去工程を行った。得られた48枚の炭化珪素多結晶基板の全てについて厚みを測定した結果、同一面内における厚みが最も薄い箇所は30μmであり、最も厚い箇所は520μmであった。
(Comparative example 1)
The film formation process, exposure process, and combustion removal process were performed in the same manner as in Example 1, except that the rotation speed of the film
[まとめ]
以上のとおり、本発明であれば、成膜対象基板の成膜対象面の同一面内における、成膜した膜の膜厚のバラつきを抑制することができる。実施例では、その一例として、カーボン基板に炭化珪素多結晶膜を成膜する場合について紹介したが、本発明の効果は、この場合のみならず、カーボン基板やシリコン基板等に対し、炭化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、炭化チタンまたはダイヤモンドライクカーボン等の単結晶膜や多結晶膜等を成膜する場合においても、得られるものである。
[summary]
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress variations in the thickness of the deposited film within the same surface of the deposition target surface of the deposition target substrate. In the embodiment, as an example, the case of forming a silicon carbide polycrystalline film on a carbon substrate was introduced, but the effects of the present invention are not limited to this case. It can also be obtained when forming a single crystal film or a polycrystalline film of titanium nitride, aluminum nitride, titanium carbide, diamond-like carbon, or the like.
100 成膜対象基板
110 開口部
120 成膜対象面
120a おもて面
120b うら面
130 中心軸
140 基板間距離
200 回転軸
201 歯車
210 ナット
300 面法線
400 回転対称基板群
410 回転軸
420 基板間距離
500 モーター
510 ベアリング
520 シャフト
521 歯車
530 ギアボックス
600 エンジン
610 シャフト
620 ボックス
1000 成膜装置
1001 成膜装置
1002 成膜装置
1003 成膜装置
1010 成膜室
1020 導入口
1030 排気口
1040 排出ガス導入室
1050 ボックス
1060 ヒーター
1100 筐体
A 矢印
B 矢印
100 Film
Claims (1)
前記成膜室へ原料ガスを導入する原料ガス導入口と、
前記成膜室から原料ガスを排出する原料ガス排出口と、
前記成膜室の室内において、前記原料ガス導入口と前記原料ガス排出口との間で、長手方向が前記原料ガスの流れる方向と直交するように配され、前記成膜対象基板の成膜対象面が前記原料ガスの流れる方向と平行な状態で、回転可能に保持する回転軸と、
前記回転軸を回転する回転駆動手段と、を備える、成膜装置であって、
前記回転軸は、前記成膜対象基板を串刺して固定する固定部を備える、成膜装置。 a deposition chamber that deposits a film on a substrate to be deposited by chemical vapor deposition;
a source gas inlet for introducing source gas into the film forming chamber;
a raw material gas outlet for discharging raw material gas from the film forming chamber;
In the film forming chamber, the film forming target substrate is arranged between the raw material gas inlet and the raw material gas outlet so that the longitudinal direction thereof is perpendicular to the flowing direction of the raw material gas. a rotating shaft rotatably held with a surface parallel to the flow direction of the raw material gas;
A film forming apparatus comprising: a rotational drive means for rotating the rotational shaft ,
A film forming apparatus, wherein the rotating shaft includes a fixing part that skewers and fixes the substrate to be film formed .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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