JP2021100030A - Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method - Google Patents

Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method Download PDF

Info

Publication number
JP2021100030A
JP2021100030A JP2019230377A JP2019230377A JP2021100030A JP 2021100030 A JP2021100030 A JP 2021100030A JP 2019230377 A JP2019230377 A JP 2019230377A JP 2019230377 A JP2019230377 A JP 2019230377A JP 2021100030 A JP2021100030 A JP 2021100030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
susceptor
lid
film
silicon carbide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019230377A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
横山 雄一
Yuichi Yokoyama
雄一 横山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP2019230377A priority Critical patent/JP2021100030A/en
Publication of JP2021100030A publication Critical patent/JP2021100030A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

To provide a substrate holder, a substrate processing device, and a substrate processing method that can stably hold a substrate by suppressing the film formation of silicon carbide on a susceptor, and can inexpensively perform stable film formation by epitaxial growth of silicon carbide for a long period of time by repeatedly using the susceptor with a longer life without removing the silicon carbide.SOLUTION: A substrate holder includes a susceptor having a mounting portion on which a substrate to be processed is placed and whose outer peripheral diameter is equal to or larger than the outer diameter of the substrate, and a wall-shaped peripheral edge portion surrounding the outer circumference, and a lid having an opening whose diameter is smaller than the outer diameter of the substrate and placed on the peripheral edge portion.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、基板保持体、基板処理装置および基板処理方法に関し、例えば炭化珪素(SiC)のエピタキシャル膜を成膜することのできる基板処理装置、当該基板処理装置に備えることのできる基板保持体および当該基板保持体を用いる基板処理方法に関する。 The present invention relates to a substrate holder, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method, for example, a substrate processing apparatus capable of forming an epitaxial film of silicon carbide (SiC), a substrate holder that can be provided in the substrate processing apparatus, and a substrate holder. The present invention relates to a substrate processing method using the substrate holder.

炭化珪素(SiC)は、珪素(Si)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、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。 Silicon carbide (SiC) is a compound semiconductor material composed of silicon (Si) and carbon. SiC is not only excellent in dielectric breakdown electric field strength 10 times that of Si and bandgap 3 times that of Si, but also because it is possible to control p-type and n-type required for device fabrication in a wide range. , Is expected as a material for power devices that exceeds the limit of Si.

また、炭化珪素は、より薄い厚さでも高い耐電圧が得られるため、薄く構成することにより、ON抵抗が小さく、低損失の半導体が得られることが特徴である Further, since silicon carbide can obtain a high withstand voltage even with a thinner thickness, it is characterized in that a semiconductor having a small ON resistance and a low loss can be obtained by making it thin.

エピタキシャル成長装置等の、炭化珪素のエピタキシャル成長技術に使用される成膜装置では、常圧または減圧に保持された成膜室の内部に、例えば、ウエハを載置する。そして、このウエハを加熱しながら、成膜室内に、成膜のための原料となるガス(以下、単に「原料ガス」とする場合がある)を供給する。すると、ウエハの表面で原料ガスの熱分解反応および水素還元反応が起こり、ウエハ上にエピタキシャル膜が成膜される(例えば特許文献1)。 In a film forming apparatus used in an epitaxial growth technique for silicon carbide, such as an epitaxial growth apparatus, for example, a wafer is placed inside a film forming chamber held at normal pressure or reduced pressure. Then, while heating this wafer, a gas as a raw material for film formation (hereinafter, may be simply referred to as “raw material gas”) is supplied to the film forming chamber. Then, a thermal decomposition reaction and a hydrogen reduction reaction of the raw material gas occur on the surface of the wafer, and an epitaxial film is formed on the wafer (for example, Patent Document 1).

エピタキシャルウェハを高い歩留まりで安定的に製造するには、均一に加熱されたウエハの表面に新たな原料ガスを次々に接触させて、気相成長の速度を向上させる必要がある。そこで、ウエハを高速回転させながらエピタキシャル成長させることが行われている。 In order to stably produce an epitaxial wafer with a high yield, it is necessary to bring new raw material gases into contact with the surface of the uniformly heated wafer one after another to improve the rate of vapor phase growth. Therefore, epitaxial growth is performed while rotating the wafer at high speed.

特開2018−046149号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-046149

従来のSiCエピタキシャル成長装置では、ウエハへのSiCの成膜だけでなく、ウエハを保持するサセプタのおもて面にもSiC膜が堆積していた。おもて面にSiC膜が堆積したサセプタは、おもて面部とSiC膜が堆積していないうら面部との熱膨張率の違いにより、変形する場合がある。この変形が生じた場合には、ウエハを安定して保持することができず、高速回転することができない。 In the conventional SiC epitaxial growth apparatus, not only the SiC film is formed on the wafer, but also the SiC film is deposited on the front surface of the susceptor holding the wafer. The susceptor with the SiC film deposited on the front surface may be deformed due to the difference in the thermal expansion rate between the front surface portion and the back surface portion on which the SiC film is not deposited. When this deformation occurs, the wafer cannot be stably held and cannot rotate at high speed.

また、SiCエピタキシャル成膜処理を装置内で繰り返す事により、サセプタ表面にSiCが成膜・堆積され続け、これによりサセプタ表面や内径部側壁に突起や段差を生じる場合がある。生じた段差や突起によって、サセプタにセットされたウエハをサセプタが安定して保持することが出来なくなり、これが成膜時のサセプタの回転によってウエハがサセプタからが外れてしまう事に繋がる。サセプタからウエハが外れてしまうと、ウエハが破損するおそれや、成膜炉内に破損したウエハが残存する事になり、成膜時のパーティクルの一因ともなってしまう。 Further, by repeating the SiC epitaxial film forming process in the apparatus, SiC continues to be formed and deposited on the surface of the susceptor, which may cause protrusions or steps on the surface of the susceptor or the side wall of the inner diameter portion. Due to the generated steps and protrusions, the susceptor cannot stably hold the wafer set on the susceptor, which leads to the wafer being detached from the susceptor due to the rotation of the susceptor during film formation. If the wafer is removed from the susceptor, the wafer may be damaged or the damaged wafer may remain in the film forming furnace, which also contributes to particles during film formation.

SiCのエピタキシャル成膜処理についてより具体的に説明すると、まず、成膜対象となるウエハはサセプタに設置され、ウエハが設置されたサセプタは、エピタキシャル成長装置の育成炉内の回転部上にセットされる。そして、成膜時には回転部上にセットされたウエハおよびサセプタを回転させ、ウエハに原料ガスが吹き付けられる事でエピタキシャル成長し、成膜が進んでいく。 More specifically, the epitaxial film formation process of SiC will be described first. First, the wafer to be filmed is installed on the susceptor, and the susceptor on which the wafer is installed is set on the rotating portion in the growing furnace of the epitaxial growth apparatus. Then, at the time of film formation, the wafer and the susceptor set on the rotating portion are rotated, and the raw material gas is sprayed onto the wafer to grow epitaxially, and the film formation proceeds.

成膜処理を繰り返し行うと、原料ガスの反応の影響を受け、ウエハ以外にもSiCの堆積が生じる。特に、サセプタの表面へのSiCの堆積は多く、堆積が進行すると、ウエハを載置するサセプタの載置部の面内で堆積したSiCが段差となり、ウエハを安定して保持することが困難となる場合がある。エピタキシャル成長による成膜時は、安定的な成膜を行う為に、ウエハを回転した上で原料ガスを吹き付ける事が必要である。その為、ウエハが、サセプタの載置部に生じた段差の影響で不安定な保持状態になると、サセプタを回転させることでサセプタからウエハが飛び出すおそれがあり、飛び出しによる結果、ウエハの破損に繋がってしまう場合がある。 When the film forming process is repeated, SiC is deposited in addition to the wafer due to the influence of the reaction of the raw material gas. In particular, there is a large amount of SiC deposited on the surface of the susceptor, and as the deposition progresses, the SiC deposited in the plane of the mounting portion of the susceptor on which the wafer is placed becomes a step, making it difficult to stably hold the wafer. May become. At the time of film formation by epitaxial growth, it is necessary to spray the raw material gas after rotating the wafer in order to perform stable film formation. Therefore, if the wafer becomes an unstable holding state due to the influence of the step generated on the mounting portion of the susceptor, the wafer may pop out from the susceptor by rotating the susceptor, and as a result of the popping out, the wafer may be damaged. It may end up.

そこで、サセプタへのSiCの付着を抑える事が理想となるが、ウエハのみに原料ガスを供給する制御をすることは、サセプタにウエハが保持されている点から構造的に困難である。なお、サセプタのみ温度を変更してSiCの付着を抑えるという手法も挙げられるが、サセプタへの熱伝導の影響を抑える事が難しく、現実的にはサセプタへの成膜を防止することは難しい。 Therefore, it is ideal to suppress the adhesion of SiC to the susceptor, but it is structurally difficult to control the supply of the raw material gas only to the wafer because the wafer is held by the susceptor. Although there is a method of suppressing the adhesion of SiC by changing the temperature of only the susceptor, it is difficult to suppress the influence of heat conduction on the susceptor, and in reality, it is difficult to prevent the film formation on the susceptor.

そこで、ウエハを安定して保持できるよう、定期的にサセプタへ付着したSiCを除去する事が好ましいが、SiCは非常に硬い物質であり、サセプタに付着したSiCを容易に除去する事が出来ない。また、SiCの除去を行うとしても、多大なるコストおよび時間を要す事になる。よって、サセプタへ付着したSiCを除去する頻度を高める事は、好ましくない。 Therefore, it is preferable to periodically remove the SiC adhering to the susceptor so that the wafer can be stably held, but the SiC is a very hard substance and the SiC adhering to the susceptor cannot be easily removed. .. Further, even if SiC is removed, a great deal of cost and time will be required. Therefore, it is not preferable to increase the frequency of removing SiC adhering to the susceptor.

本発明は、このような事情に鑑み、サセプタへの炭化珪素の成膜を抑制することで、基板を安定して保持し続けることができると共に、サセプタを炭化珪素の除去作業をせずに長寿命化させて繰り返し使用できることで、炭化珪素のエピタキシャル成長による安定した成膜を、安価にかつ長期的に行うことができる、基板保持体、基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention can keep the substrate stable by suppressing the film formation of silicon carbide on the susceptor, and the susceptor can be extended without removing the silicon carbide. It is an object of the present invention to provide a substrate holder, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method capable of stably forming a film by epitaxial growth of silicon carbide for a long period of time by extending the life of the silicon carbide. ..

上記課題を解決するため、本発明の基板保持体は、処理対象となる基板を載置し、外周の直径が当該基板の外径以上である載置部と、当該外周を囲む壁状の周縁部と、を有するサセプタと、直径が前記基板の外径よりも小さい開口部を有し、前記周縁部に載置する蓋と、を備える。 In order to solve the above problems, the substrate holder of the present invention mounts a substrate to be processed, and has a mounting portion whose outer diameter is equal to or larger than the outer diameter of the substrate, and a wall-shaped peripheral edge surrounding the outer circumference. A susceptor having a portion, and a lid having an opening having a diameter smaller than the outer diameter of the substrate and being placed on the peripheral portion are provided.

前記蓋の厚みが1mm以下であってもよい。 The thickness of the lid may be 1 mm or less.

前記基板と前記蓋は接触するか、または前記基板と前記蓋との隙間は0.5mm以内であってもよい。 The substrate and the lid may be in contact with each other, or the gap between the substrate and the lid may be within 0.5 mm.

前記基板の外径と前記蓋の前記開口部の直径との差は、0.5mm以内であってもよい。 The difference between the outer diameter of the substrate and the diameter of the opening of the lid may be 0.5 mm or less.

前記蓋を前記周縁部に載置した状態で前記サセプタに固定する固定手段を備えてもよい。 A fixing means for fixing the lid to the susceptor in a state of being placed on the peripheral portion may be provided.

また、上記課題を解決するため、本発明の基板処理装置は、上記した本発明の基板保持体を備える。 Further, in order to solve the above problems, the substrate processing apparatus of the present invention includes the above-mentioned substrate holder of the present invention.

前記基板処理装置は、化学気相蒸着法により前記基板に膜を成膜する成膜装置であってもよい。 The substrate processing apparatus may be a film forming apparatus for forming a film on the substrate by a chemical vapor deposition method.

また、上記課題を解決するため、本発明の基板処理方法は、上記した本発明の基板保持体に前記基板を保持する基板保持工程と、前記基板保持工程後、前記サセプタを回転させつつ前記基板を処理する処理工程と、を含む。 Further, in order to solve the above problems, the substrate processing method of the present invention comprises a substrate holding step of holding the substrate on the substrate holder of the present invention described above, and after the substrate holding step, the substrate is rotated while the susceptor is rotated. Including a processing step of processing.

前記処理工程は、前記基板に膜を成膜する成膜工程であってもよい。 The processing step may be a film forming step of forming a film on the substrate.

本発明によれば、サセプタへの炭化珪素の成膜を抑制することで、基板を安定して保持し続けることができると共に、サセプタを炭化珪素の除去作業をせずに長寿命化させて繰り返し使用できることで、炭化珪素のエピタキシャル成長による安定した成膜を、安価にかつ長期的に行うことができる、基板保持体、基板処理装置および基板処理方法を提供することができる。 According to the present invention, by suppressing the film formation of silicon carbide on the susceptor, the substrate can be stably held, and the susceptor is repeatedly extended in life without removing the silicon carbide. By being able to use it, it is possible to provide a substrate holder, a substrate processing apparatus, and a substrate processing method capable of stably forming a film by epitaxial growth of silicon carbide at low cost and for a long period of time.

基板10を保持する基板保持体100の側面断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the side cross section of the substrate holding body 100 which holds a substrate 10. サセプタ110の概略図である。It is the schematic of the susceptor 110. サセプタ210の斜視概略図である。It is a perspective view of the susceptor 210. 蓋120の概略図である。It is the schematic of the lid 120. 蓋220の斜視概略図である。It is a perspective view of the lid 220. エピタキシャル成長装置1000の側面断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the side cross section of the epitaxial growth apparatus 1000. ウエハ10を載置したサセプタ110の側面断面を示す概略図である。It is the schematic which shows the side cross section of the susceptor 110 on which the wafer 10 is placed. エピタキシャル成長装置1000による成膜処理を繰り返し行うことで炭化珪素300が付着したサセプタ110に、基板10を載置した状態の側面断面を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a side cross section of a state in which a substrate 10 is placed on a susceptor 110 to which silicon carbide 300 is attached by repeatedly performing a film forming process by the epitaxial growth apparatus 1000. 累積成膜量あたりの基板10の飛び出し回数を示すグラフである。It is a graph which shows the number of times of protrusion of the substrate 10 per cumulative film formation amount. 蓋112の厚みの違いが与える膜厚への影響を示すグラフである。It is a graph which shows the influence which the difference in the thickness of a lid 112 has on the film thickness.

以下、本発明の基板保持体、基板処理装置および基板処理方法について、これらの一実施形態を説明する。ただし、本発明は、これらの一実施形態によって何ら限定されるものではない。 Hereinafter, one embodiment of the substrate holder, the substrate processing apparatus, and the substrate processing method of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these one embodiments.

[基板保持体]
本発明の基板保持体としては、図1に示す基板10を保持する基板保持体100が挙げられ、サセプタ110と、蓋120とを備える。
[Board holder]
Examples of the substrate holder of the present invention include a substrate holder 100 that holds the substrate 10 shown in FIG. 1, and includes a susceptor 110 and a lid 120.

〈サセプタ110〉
図2は、サセプタ110の概略図であり、図2(a)はサセプタ110の側面断面図、図2(b)はサセプタ110の平面図である。サセプタ110は、処理対象となる基板10を載置し、外周111の直径が基板10の外径以上である載置部112と、外周111を囲む壁状の周縁部115と、を有する。載置部112は、周縁部115より凹んだ凹状の平面である円形状である。また、周縁部115は、載置部112の外周111より垂直に伸びる壁116を備え、上部117は所定の幅を有する平面状である。
<Suceptor 110>
2A and 2B are schematic views of the susceptor 110, FIG. 2A is a side sectional view of the susceptor 110, and FIG. 2B is a plan view of the susceptor 110. The susceptor 110 has a mounting portion 112 on which the substrate 10 to be processed is mounted and the diameter of the outer peripheral 111 is equal to or larger than the outer diameter of the substrate 10, and a wall-shaped peripheral peripheral portion 115 surrounding the outer peripheral 111. The mounting portion 112 has a circular shape that is a concave flat surface recessed from the peripheral edge portion 115. Further, the peripheral edge portion 115 includes a wall 116 extending vertically from the outer peripheral portion 111 of the mounting portion 112, and the upper portion 117 has a flat shape having a predetermined width.

載置部112に基板10を載置してサセプタ110を回転させた場合、基板10の側面にある周縁部115が基板10のずれや飛び出しを防止する役目を担うことができる。 When the substrate 10 is mounted on the mounting portion 112 and the susceptor 110 is rotated, the peripheral edge portion 115 on the side surface of the substrate 10 can play a role of preventing the substrate 10 from shifting or popping out.

なお、本発明のサセプタとしては、サセプタ110の他にも、図3に示す複数の載置部212を有するサセプタ210が挙げられ、複数の基板10を載置することができる。サセプタ210は、サセプタ110と同様に、外周211の直径が基板10の外径以上であり、外周211を囲む壁状の周縁部215を有する。載置部212は、周縁部215より凹んだ凹状の平面である円形状である。また、周縁部215は、載置部212の外周211より垂直に伸びる壁216を備え、上部217は所定の幅を有する平面状である。 As the susceptor of the present invention, in addition to the susceptor 110, a susceptor 210 having a plurality of mounting portions 212 shown in FIG. 3 can be mentioned, and a plurality of substrates 10 can be mounted. Like the susceptor 110, the susceptor 210 has a wall-shaped peripheral edge portion 215 having a diameter of the outer circumference 211 equal to or larger than the outer diameter of the substrate 10 and surrounding the outer circumference 211. The mounting portion 212 has a circular shape which is a concave flat surface recessed from the peripheral portion 215. Further, the peripheral edge portion 215 is provided with a wall 216 extending vertically from the outer peripheral portion 211 of the mounting portion 212, and the upper portion 217 is a flat surface having a predetermined width.

サセプタ110、210としては、例えばSiCのエピタキシャル成長装置に用いる場合には、カーボン製のサセプタを用いることができる。また、他の用途の場合には、それぞれの用途に適した素材のサセプタを用いることができる。 As the susceptors 110 and 210, for example, when used in a SiC epitaxial growth apparatus, carbon susceptors can be used. Further, in the case of other uses, a susceptor made of a material suitable for each use can be used.

なお、処理対象となる基板10としては例えば円盤状のウエハが挙げられるが、特に限定されず、何らかの機能を実現するための部品等を配置することのできる板であってもよい。 The substrate 10 to be processed includes, for example, a disk-shaped wafer, but is not particularly limited, and may be a plate on which parts or the like for realizing some function can be arranged.

〈蓋120〉
図4は、蓋120の概略図であり、図4(a)は蓋120の側面断面図、図4(b)は蓋120の平面図である。蓋120は、直径が基板10の外径よりも小さい開口部121を有し、サセプタ110の周縁部115に載置するリング状の形状である。なお、蓋120の外径は、サセプタ110の外径と略同一であってもよい。
<Lid 120>
4A and 4B are schematic views of the lid 120, FIG. 4A is a side sectional view of the lid 120, and FIG. 4B is a plan view of the lid 120. The lid 120 has an opening 121 whose diameter is smaller than the outer diameter of the substrate 10, and has a ring shape to be placed on the peripheral edge 115 of the susceptor 110. The outer diameter of the lid 120 may be substantially the same as the outer diameter of the susceptor 110.

図1に示すように、載置部112に基板10を載置し、さらにサセプタ110の周縁部115に蓋120を載置した状態で、基板保持体100を回転させた場合、基板10の側面にある周縁部115が基板10のずれや飛び出しを防止する役目を担うことができる。さらに、蓋120の開口部121が基板10の外径よりも小さい直径であることにより、基板保持体100の回転による基板10の飛び出しを防止できると共に、基板保持体100の外部より開口部120を介して基板10に所定の処理を施すことができる。 As shown in FIG. 1, when the substrate 10 is mounted on the mounting portion 112 and the lid 120 is mounted on the peripheral edge portion 115 of the susceptor 110 and the substrate holder 100 is rotated, the side surface of the substrate 10 is mounted. The peripheral edge portion 115 at the above can play a role of preventing the substrate 10 from slipping or popping out. Further, since the opening 121 of the lid 120 has a diameter smaller than the outer diameter of the substrate 10, it is possible to prevent the substrate 10 from popping out due to the rotation of the substrate holder 100, and the opening 120 can be opened from the outside of the substrate holder 100. A predetermined process can be applied to the substrate 10 through the substrate 10.

なお、本発明の蓋としては、蓋120の他にも、図5に示す複数の開口部221を有する蓋220が挙げられ、複数の基板10の飛び出しを防止することができる。蓋220は、蓋120と同様に、直径が基板10の外径よりも小さい開口部221を複数有し、サセプタ210の周縁部215に載置することができる。なお、蓋220の外径は、サセプタ210の外径と略同一であってもよい。 As the lid of the present invention, in addition to the lid 120, a lid 220 having a plurality of openings 221 shown in FIG. 5 can be mentioned, and the plurality of substrates 10 can be prevented from popping out. Like the lid 120, the lid 220 has a plurality of openings 221 having a diameter smaller than the outer diameter of the substrate 10, and can be placed on the peripheral edge portion 215 of the susceptor 210. The outer diameter of the lid 220 may be substantially the same as the outer diameter of the susceptor 210.

蓋120、220としては、例えばSiCのエピタキシャル成長装置に用いる場合には、カーボン製の蓋を用いることができる。また、他の用途の場合には、それぞれの用途に適した素材の蓋を用いることができる。 As the lids 120 and 220, for example, when used in a SiC epitaxial growth apparatus, carbon lids can be used. Further, in the case of other uses, a lid made of a material suitable for each use can be used.

〈固定手段〉
基板保持体100は、蓋120を周縁部115に載置した状態でサセプタ110に固定する固定手段130を備えることができる(図1)。固定手段130によって蓋120をサセプタ110に固定することで、基板保持体100を回転させたときの基板10の飛び出しを、より確実に防止することができる。なお、蓋220をサセプタ210に固定する場合にも、同様に固定手段を用いることができる。
<Fixing means>
The substrate holder 100 can be provided with fixing means 130 for fixing the lid 120 to the susceptor 110 in a state of being placed on the peripheral edge portion 115 (FIG. 1). By fixing the lid 120 to the susceptor 110 by the fixing means 130, it is possible to more reliably prevent the substrate 10 from popping out when the substrate holder 100 is rotated. When the lid 220 is fixed to the susceptor 210, the fixing means can be used in the same manner.

固定手段としては、蓋をサセプタに固定することができれば、特に限定されない。例えば、図1に示す固定手段130のように、釘、ネジ、ネイルのような形状のものでもよく、ボルトとナットからなる締結部材や、クリップ、クランプ等によって蓋とサセプタを固定してもよい。 The fixing means is not particularly limited as long as the lid can be fixed to the susceptor. For example, like the fixing means 130 shown in FIG. 1, the shape may be a nail, a screw, a nail, or the lid and the susceptor may be fixed by a fastening member composed of a bolt and a nut, a clip, a clamp, or the like. ..

固定手段としては、例えばSiCのエピタキシャル成長装置に用いる場合には、カーボン製の固定手段を用いることができる。また、他の用途の場合には、それぞれの用途に適した素材の固定手段を用いることができる。 As the fixing means, for example, when used in a SiC epitaxial growth device, a carbon fixing means can be used. Further, in the case of other uses, a fixing means of a material suitable for each use can be used.

(基板保持体100の使用例)
以下、基板保持体100の使用例について、説明する。図6は、化学気相蒸着法により基板10に炭化珪素のエピタキシャル膜を成膜するエピタキシャル成長装置1000の側面断面を示す概略図である。エピタキシャル成長装置1000は、成膜室1100を形成するボックス型の断熱材1200と、原料ガスを成膜室110へ導入する原料ガス導入口1300と、載置部112に基板10を載置したサセプタ110を載置して回転させる回転ステージ1400を少なくとも備える。
(Example of using the substrate holder 100)
Hereinafter, an example of using the substrate holder 100 will be described. FIG. 6 is a schematic view showing a side cross section of an epitaxial growth apparatus 1000 for forming an epitaxial film of silicon carbide on a substrate 10 by a chemical vapor deposition method. The epitaxial growth apparatus 1000 includes a box-shaped heat insulating material 1200 for forming the film forming chamber 1100, a raw material gas introduction port 1300 for introducing the raw material gas into the film forming chamber 110, and a susceptor 110 on which the substrate 10 is placed on the mounting portion 112. At least includes a rotating stage 1400 on which the gas is placed and rotated.

エピタキシャル成長装置1000を用いて基板10にエピタキシャル膜を成長させる手順を説明すると、例えば、エピタキシャル成長装置1000の成膜室1100内にて、基板10はサセプタ110の載置部112に載置される。または、基板10が載置されたサセプタ110が、エピタキシャル成長装置1000の成膜室1100へセットされる。その後、成膜室1100内の温度を指定温度まで上昇させる。温度上昇後に基板10が載置されたサセプタ110は、矢印Aで示す回転のように回転ステージ1400により回転し、原料ガス導入口1300より矢印Bで示す方向に成膜室1100へ導入される原料ガスを基板10に吹き付けることで、成膜を行うことができる。 Explaining the procedure for growing an epitaxial film on the substrate 10 using the epitaxial growth apparatus 1000, for example, the substrate 10 is placed on the mounting portion 112 of the susceptor 110 in the film forming chamber 1100 of the epitaxial growth apparatus 1000. Alternatively, the susceptor 110 on which the substrate 10 is placed is set in the film forming chamber 1100 of the epitaxial growth apparatus 1000. After that, the temperature inside the film forming chamber 1100 is raised to a designated temperature. After the temperature rises, the susceptor 110 on which the substrate 10 is placed is rotated by the rotation stage 1400 as shown by the arrow A, and the raw material is introduced into the film forming chamber 1100 from the raw material gas introduction port 1300 in the direction indicated by the arrow B. A film can be formed by blowing the gas onto the substrate 10.

図7は、基板10を載置したサセプタ110の側面断面を示す概略図である。基板10にエピタキシャル膜を成長させる場合には、原料ガスは基板10の上部から基板10のおもて面11へ吹きつけられることになる。これにより、基板10の表面での反応により成膜が進むことになるが、原料ガスは基板10が回転する事により、遠心力の影響を受け、基板10の表面11の全体へと行き渡らせる事が出来る。基板10のおもて面11の中心から基板10の端部12への原料ガスの流れにおいて、端部12まで到達した原料ガスは、サセプタ110の壁116に到達する。原料のガス流れは、壁116に阻まれることによって基板10の端部12付近において対流が生じ、この対流が、基板10のおもて面11内でのエピタキシャル膜の膜厚分布にバラつきが生じる一因となることがある。 FIG. 7 is a schematic view showing a side cross section of the susceptor 110 on which the substrate 10 is placed. When the epitaxial film is grown on the substrate 10, the raw material gas is blown from the upper part of the substrate 10 to the front surface 11 of the substrate 10. As a result, the film formation proceeds due to the reaction on the surface of the substrate 10, but the raw material gas is affected by the centrifugal force due to the rotation of the substrate 10 and spreads over the entire surface 11 of the substrate 10. Can be done. In the flow of the raw material gas from the center of the front surface 11 of the substrate 10 to the end portion 12 of the substrate 10, the raw material gas that has reached the end portion 12 reaches the wall 116 of the susceptor 110. The gas flow of the raw material is blocked by the wall 116, so that convection occurs near the end portion 12 of the substrate 10, and this convection causes variations in the film thickness distribution of the epitaxial film in the front surface 11 of the substrate 10. It may contribute.

よって、この対流を生じさせないよう、基板10のおもて面11とサセプタ110の上部117は、段差が無く同一平面上にある事が好ましい。ただし、サセプタ110の回転により基板10が飛び出しを防止できるよう、基板10のおもて面11よりもサセプタ110の上部117の方が0.5〜0.6mm高くなるように周縁部115の高さを設定することができる。 Therefore, in order to prevent this convection, it is preferable that the front surface 11 of the substrate 10 and the upper portion 117 of the susceptor 110 are on the same plane without a step. However, the height of the peripheral edge 115 is set so that the upper portion 117 of the susceptor 110 is 0.5 to 0.6 mm higher than the front surface 11 of the substrate 10 so that the substrate 10 can be prevented from popping out due to the rotation of the susceptor 110. Can be set.

図8に、エピタキシャル成長装置1000による成膜処理を繰り返し行うことで炭化珪素300が付着したサセプタ110に、基板10を載置した状態の側面断面の概略図を示す。成膜処理を繰り返し行うことで、サセプタ110の載置部112や壁116に炭化珪素300が付着して堆積していくことで、基板10を保持するために重要な載置部112や壁116において炭化珪素300による突起や段差が生じることになる。このような突起や段差が生じると、載置部112に基板10を載置しても、載置部112と基板10との間に隙間が出来る等により基板10が不安定な状態で載置されてしまう。この状態で成膜室1100内においてサセプタ110を回転させと、サセプタ110が基板10をしっかりと保持することができず、サセプタ110から基板10が飛んでしまう場合がある。この場合には、成膜室110の内壁への衝突等により、基板10の破損が生じてしまうおそれがある。また、飛んでしまった基板10には成膜の制御ができないため、所望のエピタキシャル膜を成長させることができない。そして、先に述べたように、サセプタ110に付着した炭化珪素300の除去には多大なるコストおよび時間を要すことから、炭化珪素300を除去するメンテナンスの頻度を上げることは好ましくない。 FIG. 8 shows a schematic side cross section of a state in which the substrate 10 is placed on the susceptor 110 to which the silicon carbide 300 is attached by repeatedly performing the film forming process by the epitaxial growth apparatus 1000. By repeating the film forming process, the silicon carbide 300 adheres to and accumulates on the mounting portion 112 and the wall 116 of the susceptor 110, so that the mounting portion 112 and the wall 116 which are important for holding the substrate 10 are deposited. In this case, protrusions and steps are generated by the silicon carbide 300. When such protrusions or steps occur, even if the substrate 10 is mounted on the mounting portion 112, the substrate 10 is placed in an unstable state due to a gap between the mounting portion 112 and the substrate 10 or the like. Will be done. If the susceptor 110 is rotated in the film forming chamber 1100 in this state, the susceptor 110 may not be able to hold the substrate 10 firmly, and the substrate 10 may fly from the susceptor 110. In this case, the substrate 10 may be damaged due to a collision with the inner wall of the film forming chamber 110 or the like. Further, since the film formation cannot be controlled on the flying substrate 10, a desired epitaxial film cannot be grown. As described above, it is not preferable to increase the frequency of maintenance for removing the silicon carbide 300 because the removal of the silicon carbide 300 adhering to the susceptor 110 requires a great deal of cost and time.

ただし、基板保持体100を使用することで、上記の問題を解消することができる。すなわち、サセプタ110のみならず蓋120を備える基板保持体100であれば、蓋120があることで原料ガスが基板10の側面を介して載置部112や壁116へ炭化珪素が付着することを防止できる。そのため、基板保持体100を繰り返し使用しても、基板10を安定してしっかりと保持し続けることができ、基板10が飛んでしまうことを防止できるため、エピタキシャル成長装置1000に設置した全ての基板10においてエピタキシャル膜を成膜出来ることで歩留まりを上げることが出来る。 However, the above problem can be solved by using the substrate holder 100. That is, in the case of the substrate holder 100 having the lid 120 as well as the susceptor 110, the presence of the lid 120 prevents the raw material gas from adhering to the mounting portion 112 and the wall 116 via the side surface of the substrate 10. Can be prevented. Therefore, even if the substrate holder 100 is used repeatedly, the substrate 10 can be stably and firmly held, and the substrate 10 can be prevented from flying. Therefore, all the substrates 10 installed in the epitaxial growth apparatus 1000 can be prevented. By forming an epitaxial film in the above, the yield can be increased.

また、載置部112や壁116へ炭化珪素が付着しにくいため、サセプタ110を長寿命化させて繰り返し使用できる。また、炭化珪素300を除去するためのメンテナンスの回数が減る、またはメンテナンス不要となることで、成膜にかかるコストを抑えることができる。 Further, since silicon carbide does not easily adhere to the mounting portion 112 and the wall 116, the susceptor 110 can be used repeatedly with a longer life. Further, the cost for film formation can be suppressed by reducing the number of maintenances for removing the silicon carbide 300 or eliminating the need for maintenance.

そのため、炭化珪素のエピタキシャル成長による安定した成膜を、安価にかつ長期的に行うことができる。 Therefore, stable film formation by epitaxial growth of silicon carbide can be performed inexpensively and for a long period of time.

蓋120や蓋220において、その厚みは1mm以下であることが好ましい。そうすることで、基板10に吹付けられる原料ガスの自然な流れを阻害することなく、異常な成膜を抑制することができ、基板10の成膜対象面における成膜の偏りを抑えて安定的な成膜を維持することができる。また、原料ガスの流れを阻害しないよう、蓋120や蓋220の厚みはできるだけ均一であることが好ましく、例えば厚みの誤差を厚みの平均の±0.1mm以内に設定することができる。 The thickness of the lid 120 and the lid 220 is preferably 1 mm or less. By doing so, it is possible to suppress abnormal film formation without obstructing the natural flow of the raw material gas sprayed onto the substrate 10, and it is stable by suppressing the bias of film formation on the film formation target surface of the substrate 10. It is possible to maintain a realistic film formation. Further, the thickness of the lid 120 and the lid 220 is preferably as uniform as possible so as not to obstruct the flow of the raw material gas. For example, the thickness error can be set within ± 0.1 mm of the average thickness.

なお、蓋120や蓋220の厚みが1mmより厚くなると、原料ガスの自然な流れを阻害するおそれがあり、その結果として基板10の成膜対象面における成膜の偏りが生じ、安定的な成膜を維持することが困難となる場合がある。 If the thickness of the lid 120 or the lid 220 is thicker than 1 mm, the natural flow of the raw material gas may be hindered, and as a result, the film formation on the film formation target surface of the substrate 10 is biased, resulting in stable formation. It may be difficult to maintain the membrane.

基板保持体100が基板10を保持する際には、図1に示すように基板10と蓋120は接触するか、または基板10と蓋120との隙間は0.5mm以内であることが好ましい。そうすることで、基板10に吹付けられる原料ガスの自然な流れを阻害することなく、異常な成膜を抑制することができ、基板10の成膜対象面における成膜の偏りを抑えて安定的な成膜を維持することができる。 When the substrate holder 100 holds the substrate 10, it is preferable that the substrate 10 and the lid 120 are in contact with each other as shown in FIG. 1, or the gap between the substrate 10 and the lid 120 is within 0.5 mm. By doing so, it is possible to suppress abnormal film formation without obstructing the natural flow of the raw material gas sprayed onto the substrate 10, and it is stable by suppressing the bias of film formation on the film formation target surface of the substrate 10. It is possible to maintain a realistic film formation.

また、基板10と蓋120との隙間が0.5mm以内であることにより、成膜処理中に、載置された基板10の側面への原料ガスの侵入を阻止または抑制できることにより、載置部112や壁116への炭化珪素300の付着や堆積を防止または抑制することができる。 Further, since the gap between the substrate 10 and the lid 120 is within 0.5 mm, it is possible to prevent or suppress the invasion of the raw material gas into the side surface of the mounted substrate 10 during the film forming process. Adhesion and accumulation of silicon carbide 300 on 112 and wall 116 can be prevented or suppressed.

基板10と蓋220の場合も同様に、基板10と蓋220は接触するか、または基板10と蓋220との隙間は0.5mm以内であることが好ましい。 Similarly, in the case of the substrate 10 and the lid 220, it is preferable that the substrate 10 and the lid 220 are in contact with each other, or the gap between the substrate 10 and the lid 220 is within 0.5 mm.

なお、基板10と蓋120または蓋220との隙間が0.5mmより大きくなると、原料ガスの自然な流れを阻害するおそれがあり、その結果として基板10の成膜対象面における成膜の偏りが生じ、安定的な成膜を維持することが困難となる場合がある。また、成膜処理中に載置された基板10の側面へ原料ガスが侵入するおそれがあり、これにより載置部112や壁116等への炭化珪素300の付着や堆積が生じるおそれがある。 If the gap between the substrate 10 and the lid 120 or the lid 220 is larger than 0.5 mm, the natural flow of the raw material gas may be obstructed, and as a result, the film formation is biased on the film formation target surface of the substrate 10. As a result, it may be difficult to maintain a stable film formation. In addition, the raw material gas may invade the side surface of the substrate 10 placed during the film forming process, which may cause the silicon carbide 300 to adhere to or accumulate on the mounting portion 112, the wall 116, or the like.

また、蓋120の開口部121や蓋220の開口部221が基板10の外径よりも小さい直径を有することに加え、基板10の外径と、蓋120の開口部121または蓋220の開口部221の直径との差は、0.5mm以内であることが好ましい。この差が0.5mm以内であることにより、仮に載置部112や壁116等に炭化珪素300が付着して段差等が生じた場合であっても、サセプタ110やサセプタ210の回転による基板10の飛び出しを防止することができる。また、基板10の処理対象面積が過度に狭くならないため、例えば基板10にエピタキシャル膜を成膜させる場合において、その成膜面積が過度に狭くはならず、エピタキシャル基板の製造効率への影響はない。 Further, in addition to the opening 121 of the lid 120 and the opening 221 of the lid 220 having a diameter smaller than the outer diameter of the substrate 10, the outer diameter of the substrate 10 and the opening 121 of the lid 120 or the opening of the lid 220 The difference from the diameter of 221 is preferably within 0.5 mm. Since this difference is within 0.5 mm, even if the silicon carbide 300 adheres to the mounting portion 112, the wall 116, or the like to cause a step or the like, the substrate 10 due to the rotation of the susceptor 110 or the susceptor 210 Can be prevented from popping out. Further, since the processing target area of the substrate 10 is not excessively narrowed, for example, when an epitaxial film is formed on the substrate 10, the formed area is not excessively narrowed, and there is no effect on the manufacturing efficiency of the epitaxial substrate. ..

上記の差が0.5mmよりも大きいと、基板10の処理対象面積が狭くなるおそれがあり、例えば基板10にエピタキシャル膜を成膜させる場合には、その成膜面積が狭くなることで、エピタキシャル基板の製造効率が低下してしまうおそれがある。 If the above difference is larger than 0.5 mm, the processing target area of the substrate 10 may be narrowed. For example, when an epitaxial film is formed on the substrate 10, the film formation area is narrowed, so that the epitaxial film is epitaxially formed. There is a risk that the manufacturing efficiency of the substrate will decrease.

なお、更に原料ガスが侵入することによる、載置部112、212や壁116、216への炭化珪素300の付着を防止する効果を得るためには、基板10の外径と、蓋120の開口部121または蓋220の開口部221の直径との差は、0.2mm〜0.5mmであることがより好ましい。 Further, in order to obtain the effect of preventing the silicon carbide 300 from adhering to the mounting portions 112, 212 and the walls 116 and 216 due to the intrusion of the raw material gas, the outer diameter of the substrate 10 and the opening of the lid 120 are obtained. The difference from the diameter of the opening 221 of the portion 121 or the lid 220 is more preferably 0.2 mm to 0.5 mm.

上記では、炭化珪素のエピタキシャル成長装置1000における基板保持体100の使用例を主として挙げたが、本発明の基板保持体としては他の用途も考えられる。本発明の基板保持体は、基板を回転させて処理する場合に有用であり、例えば、基板を回転させて炭化珪素の多結晶膜を成膜する成膜装置や、基板の塗布対象面に所定の処理液をスピンコートするスピンコータ、基板の洗浄対象面を洗浄液で洗浄した後に基板を回転させて洗浄液を除去する仕組みを備える基板の洗浄装置等にも、基板保持体100を用いることができる。 In the above, an example of using the substrate holder 100 in the silicon carbide epitaxial growth apparatus 1000 has been mainly mentioned, but other uses can be considered as the substrate holder of the present invention. The substrate holder of the present invention is useful when the substrate is rotated for processing. For example, a film forming apparatus for rotating a substrate to form a polycrystalline film of silicon carbide, or a surface to be coated with a substrate is designated. The substrate holder 100 can also be used for a spin coater for spin-coating the treatment liquid of the above, a substrate cleaning device having a mechanism for removing the cleaning liquid by rotating the substrate after cleaning the surface to be cleaned with the cleaning liquid, and the like.

[基板処理装置]
次に、本発明の基板処理装置の例について説明する。本発明の基板処理装置は、上記した本発明の基板保持体を備えるものである。
[Board processing equipment]
Next, an example of the substrate processing apparatus of the present invention will be described. The substrate processing apparatus of the present invention includes the substrate holder of the present invention described above.

基板処理装置としては、基板保持体を備えるものであれば特に限定されない。例えば、化学気相蒸着法により前記基板に膜を成膜する成膜装置であってもよく、具体的には、成膜装置として図6に示すエピタキシャル成長装置1000であれば、炭化珪素製の基板にエピタキシャル膜を成膜することができる。 The substrate processing apparatus is not particularly limited as long as it includes a substrate holder. For example, it may be a film forming apparatus for forming a film on the substrate by a chemical vapor deposition method. Specifically, the epitaxial growth apparatus 1000 shown in FIG. 6 as a film forming apparatus is a substrate made of silicon carbide. An epitaxial film can be formed on the surface.

また、本発明の基板保持体は、基板を回転させて処理する場合に有用であることから、本発明の基板処理装置としては、基板の塗布対象面に所定の処理液をスピンコートするスピンコータであってもよい。さらに別の態様としては、基板の洗浄対象面を洗浄液で洗浄した後に基板を回転させて洗浄液を除去する仕組みを備える基板の洗浄装置であってもよい。 Further, since the substrate holder of the present invention is useful when the substrate is rotated for processing, the substrate processing apparatus of the present invention is a spin coater that spin-coats a predetermined treatment liquid on the surface to be coated with the substrate. There may be. As yet another aspect, the substrate cleaning apparatus may have a mechanism for removing the cleaning liquid by rotating the substrate after cleaning the surface to be cleaned of the substrate with the cleaning liquid.

[基板処理方法]
次に、本発明の基板処理方法の例について説明する。本発明の基板処理方法は、上記した本発明の基板保持体に基板を保持する基板保持工程と、基板保持工程後、サセプタを回転させつつ基板を処理する処理工程と、を含む。
[Board processing method]
Next, an example of the substrate processing method of the present invention will be described. The substrate processing method of the present invention includes a substrate holding step of holding the substrate on the substrate holder of the present invention described above, and a processing step of processing the substrate while rotating the susceptor after the substrate holding step.

処理工程は、基板に膜を成膜する成膜工程であってもよい。例えば、本発明の基板処理方法として、エピタキシャル成長装置1000を用いて基板10にエピタキシャル膜を成長させる基板処理方法を例示して説明する。 The treatment step may be a film forming step of forming a film on the substrate. For example, as a substrate processing method of the present invention, a substrate processing method for growing an epitaxial film on a substrate 10 using the epitaxial growth apparatus 1000 will be described as an example.

〈基板保持工程〉
基板保持工程としては、例えば、エピタキシャル成長装置1000の成膜室1100内にて、基板10をサセプタ110の載置部112に載置した後、蓋112を被せて、適宜固定手段130でサセプタ110と蓋112を固定する工程が挙げられる。または、成膜室1100の外部にて、基板10をサセプタ110の載置部112に載置した後、蓋112を被せて、適宜固定手段130でサセプタ110と蓋112を固定する工程が挙げられる。この場合には、基板保持工程後に基板保持体100がエピタキシャル成長装置1000の成膜室1100へセットされる。
<Board holding process>
As a substrate holding step, for example, in the film forming chamber 1100 of the epitaxial growth apparatus 1000, the substrate 10 is placed on the mounting portion 112 of the susceptor 110, the lid 112 is covered, and the susceptor 110 is appropriately used by the fixing means 130. Examples thereof include a step of fixing the lid 112. Alternatively, a step of mounting the substrate 10 on the mounting portion 112 of the susceptor 110 outside the film forming chamber 1100, covering the substrate 112, and appropriately fixing the susceptor 110 and the lid 112 with the fixing means 130 can be mentioned. .. In this case, the substrate holder 100 is set in the film forming chamber 1100 of the epitaxial growth apparatus 1000 after the substrate holding step.

〈処理工程〉
処理工程としては、例えば、成膜工程の場合には、基板保持工程後、成膜室1100内の温度を指定温度まで上昇させる。温度上昇後に基板10が載置された基板保持体100を、矢印Aで示す回転のように回転ステージ1400により回転させ、原料ガス導入口1300より矢印Bで示す方向に成膜室1100へ導入される原料ガスを基板10に吹き付けることで、成膜処理を行うことができる。
<Processing process>
As a treatment step, for example, in the case of a film forming step, the temperature inside the film forming chamber 1100 is raised to a designated temperature after the substrate holding step. After the temperature rises, the substrate holder 100 on which the substrate 10 is placed is rotated by the rotation stage 1400 as shown by the arrow A, and is introduced into the film forming chamber 1100 from the raw material gas introduction port 1300 in the direction indicated by the arrow B. The film formation process can be performed by spraying the raw material gas on the substrate 10.

処理工程は成膜工程に限定されず、例えば、スピンコータを用いる場合には、基板10の塗布対象面に所定の処理液をスピンコートする工程であってもよい。さらに別の態様としては、基板の洗浄装置を用いる場合には、基板10の洗浄対象面を洗浄液で洗浄した後に基板を回転させて洗浄液を除去する工程であってもよい。 The treatment step is not limited to the film forming step, and for example, when a spin coater is used, it may be a step of spin-coating a predetermined treatment liquid on the surface to be coated of the substrate 10. As yet another aspect, when a substrate cleaning device is used, the step may be a step of cleaning the surface to be cleaned of the substrate 10 with the cleaning liquid and then rotating the substrate to remove the cleaning liquid.

(その他の工程)
本発明の基板処理方法は、基板保持工程と処理工程の他にも、更なる工程を含んでもよい。例えば、処理対象となる基板10を清浄な状態とするような養生工程や、処理工程後に基板への処理が十分であったか否かを判定する判定工程等が挙げられる。
(Other processes)
The substrate processing method of the present invention may include a further step in addition to the substrate holding step and the processing step. For example, a curing step for cleaning the substrate 10 to be treated, a determination step for determining whether or not the substrate has been sufficiently treated after the treatment step, and the like can be mentioned.

以下に示す実施例によって、本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は、これら実施例によって何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in detail with reference to the examples shown below. However, the present invention is not limited to these examples.

[評価の内容]
図6に示すエピタキシャル成長装置1000を使用し、サセプタ110および蓋112を備える基板保持体100に基板10を保持してエピタキシャル成長膜の成膜処理した場合と、従来のように蓋112は使用せずにサセプタ110に基板10を載置してエピタキシャル成長膜の成膜処理をした場合とについて、基板10の飛び出しの有無およびエピタキシャル成長膜の膜厚への影響について、評価した。
[Details of evaluation]
When the epitaxial growth apparatus 1000 shown in FIG. 6 is used to hold the substrate 10 on the substrate holder 100 provided with the susceptor 110 and the lid 112 to perform the film formation treatment of the epitaxial growth film, and when the lid 112 is not used as in the conventional case. The presence or absence of protrusion of the substrate 10 and the influence on the film thickness of the epitaxial growth film were evaluated in the case where the substrate 10 was placed on the susceptor 110 and the epitaxial growth film was formed.

なお、評価においては、基板10の保持に基板保持体100を用いるか、サセプタ110を用いるかのみを違いとし、基板10や、原料ガスの組成や混合比、原料ガスの流量や吹き付け時間、基板10の回転速度等の成膜条件は同一として、成膜を繰り返し行った。 In the evaluation, the only difference is whether the substrate holder 100 or the susceptor 110 is used to hold the substrate 10, the composition and mixing ratio of the substrate 10, the raw material gas, the flow rate and spraying time of the raw material gas, and the substrate. The film formation was repeated under the same film formation conditions such as the rotation speed of 10.

〈基板10の飛び出しの評価〉
エピタキシャル成長装置1000により基板10への成膜処理を繰り返し、累積成膜量あたりの基板10の飛び出し回数を評価した。
<Evaluation of protrusion of substrate 10>
The film formation process on the substrate 10 was repeated by the epitaxial growth apparatus 1000, and the number of times the substrate 10 was ejected per the cumulative film formation amount was evaluated.

なお、基板10は直径152.4mm(6インチ)、厚さ0.5mmの炭化珪素単結晶ウエハを使用した。サセプタ110は、カーボン製で、直径163mm、載置部112の外周111の直径153mm、周縁部115の幅は5mm、載置部112の厚みは2mm、壁116の高さは基板10の厚さに合わせて0.5mmとした。そして、蓋120は、カーボン製で、厚みは均一で0.5mm、開口部の直径は基板10の直径よりも0.3mm小さい152.1mm、直径はサセプタ110と同様に163mmのリング形状であり、リングの幅は5.45mmとした。また、固定手段130として、ネジ頭の出っ張りを抑えたカーボン製の低頭ネジを使用し、均等に4か所の部分でネジ止めしてサセプタ110と蓋120を固定した。 As the substrate 10, a silicon carbide single crystal wafer having a diameter of 152.4 mm (6 inches) and a thickness of 0.5 mm was used. The susceptor 110 is made of carbon and has a diameter of 163 mm, a diameter of the outer circumference 111 of the mounting portion 112 of 153 mm, a width of the peripheral portion 115 of 5 mm, a thickness of the mounting portion 112 of 2 mm, and a height of the wall 116 of the substrate 10. It was set to 0.5 mm according to the above. The lid 120 is made of carbon and has a uniform thickness of 0.5 mm, the diameter of the opening is 152.1 mm, which is 0.3 mm smaller than the diameter of the substrate 10, and the diameter is 163 mm, which is the same as that of the susceptor 110. The width of the ring was 5.45 mm. Further, as the fixing means 130, a carbon low-head screw with the protrusion of the screw head suppressed was used, and the susceptor 110 and the lid 120 were fixed by screwing evenly at four portions.

また、成膜処理においては、基板保持体100およびサセプタ110は交換せずに、当初から試験を終了するまで繰り返し使用した。 Further, in the film forming process, the substrate holder 100 and the susceptor 110 were not replaced and were repeatedly used from the beginning until the test was completed.

結果を図9に示す。図9では横軸がエピタキシャル成長膜を成膜した累積成膜量であり、白抜きのグラフが基板保持体100を使用した場合で、黒塗りのグラフがサセプタ110を使用した場合である。また、「100μm」の項目は成膜処理1回目から累積成膜量が100μmまでの間に発生した基板10の飛び出し回数を表示している。「300μm」の項目は累積成膜量が100μmから300μmまでの間に発生した基板10の飛び出し回数を表示している。500μm〜1500μmの項目についても同様であり、各項目について、10回ずつ成膜処理を行った。 The results are shown in FIG. In FIG. 9, the horizontal axis is the cumulative amount of film formed on which the epitaxial growth film is formed, the white graph shows the case where the substrate holder 100 is used, and the black graph shows the case where the susceptor 110 is used. In addition, the item "100 μm" indicates the number of times the substrate 10 has popped out during the period from the first film formation process to the cumulative film formation amount of 100 μm. The item "300 μm" indicates the number of times the substrate 10 has popped out when the cumulative film formation amount is between 100 μm and 300 μm. The same applies to the items of 500 μm to 1500 μm, and the film formation treatment was performed 10 times for each item.

図9の結果より、蓋120を使用せずにサセプタ110を使用した場合には、累積成膜量が300μmの項目までは基板10の飛び出しは認められないものの、累積成膜量が500μmを超えて急激に基板10の飛び出しの発生頻度が上がることがわかった。成膜処理後には、その都度、基板10が飛び出したサセプタ110の状態を確認したところ、載置部112の表面や壁116に炭化珪素が徐々に付着し、累積成膜量が500μmを超えると、この付着した炭化珪素が段差および突起へと成長していることが確認され、これらの段差や突起が基板10の飛び出しの要因となったことは明らかであった。 From the results of FIG. 9, when the susceptor 110 is used without using the lid 120, the substrate 10 is not projected up to the item where the cumulative film formation amount is 300 μm, but the cumulative film formation amount exceeds 500 μm. It was found that the frequency of popping out of the substrate 10 rapidly increased. When the state of the susceptor 110 from which the substrate 10 protruded was confirmed each time after the film forming process, silicon carbide gradually adhered to the surface and the wall 116 of the mounting portion 112, and when the cumulative film forming amount exceeded 500 μm. It was confirmed that the adhered silicon carbide had grown into steps and protrusions, and it was clear that these steps and protrusions caused the substrate 10 to pop out.

一方で、基板保持体100を使用した場合においては、成膜処理の開始から累積成膜量が1500μmの状態下まで、基板10の飛び出しが一度も発生しなかった。特に、蓋120があることで、サセプタ110の載置部112や壁116には炭化珪素がほとんど付着していなかった。また、繰り返しの成膜処理の終盤において、載置部112や壁116に炭化珪素が付着して段差や突起が生じた場合であっても、蓋120があることで基板10の飛び出しを防止することができた。 On the other hand, when the substrate holder 100 was used, the substrate 10 did not pop out even once from the start of the film forming process to the state where the cumulative film forming amount was 1500 μm. In particular, due to the presence of the lid 120, silicon carbide hardly adhered to the mounting portion 112 and the wall 116 of the susceptor 110. Further, even when silicon carbide adheres to the mounting portion 112 or the wall 116 to cause a step or protrusion at the final stage of the repeated film forming process, the lid 120 prevents the substrate 10 from popping out. I was able to.

〈蓋112の厚みが与える膜厚への影響の評価〉
ここでは、0.5mmから2.0mmまで厚みの異なる蓋120を用意し、基板保持体100としてエピタキシャル成長膜の成膜処理を1回行い、基板10にエピタキシャル成長膜を成膜した。そして、得られたエピタキシャル成長膜の膜厚を測定し、蓋120を使用せずにサセプタ110を使用した場合のエピタキシャル成長膜の膜厚の平均値と比較し、膜厚の偏りについて評価した。
<Evaluation of the effect of the thickness of the lid 112 on the film thickness>
Here, lids 120 having different thicknesses from 0.5 mm to 2.0 mm were prepared, and the epitaxial growth film was formed once as the substrate holder 100, and the epitaxial growth film was formed on the substrate 10. Then, the film thickness of the obtained epitaxial growth film was measured and compared with the average value of the film thickness of the epitaxial growth film when the susceptor 110 was used without using the lid 120, and the bias of the film thickness was evaluated.

結果を図10に示す。図10では、蓋120の厚みを横軸とし、0mmには蓋120を使用せずにサセプタ110を使用した場合におけるエピタキシャル成長膜の膜厚の平均値を100%として示した。そして、この膜厚の平均値と、蓋120を用いて成膜したエピタキシャル成長膜のうち、最も厚みのある部分の膜厚とを比較して、膜厚が1.2倍厚くなった場合を120%、1.4倍厚くなった場合を140%としてプロットした。 The results are shown in FIG. In FIG. 10, the thickness of the lid 120 is taken as the horizontal axis, and the average value of the film thickness of the epitaxial growth film when the susceptor 110 is used without using the lid 120 is shown as 100% at 0 mm. Then, comparing the average value of this film thickness with the film thickness of the thickest portion of the epitaxial growth film formed by using the lid 120, the case where the film thickness is 1.2 times thicker is 120. %, 1.4 times thicker was plotted as 140%.

結果として、蓋120の厚みが1mm以下であれば、成膜されたエピタキシャル成長膜の厚みはほぼ均一であり、蓋120を使用しなかった場合と同様の膜厚のものを得ることができた。これは、蓋120の厚みが1mm以下であれば、蓋120が原料ガスの自然な流れを阻害せず、蓋120が無い状態と殆ど変わらないことを指し示している。 As a result, when the thickness of the lid 120 was 1 mm or less, the thickness of the formed epitaxial growth film was almost uniform, and a film having the same film thickness as when the lid 120 was not used could be obtained. This indicates that if the thickness of the lid 120 is 1 mm or less, the lid 120 does not obstruct the natural flow of the raw material gas and is almost the same as the state without the lid 120.

なお、蓋120の厚みが1mmを超えると、エピタキシャル成長膜の厚みに偏りが生じ、厚膜になる部分が生じる傾向が認められた。これは、蓋120が原料ガスの自然な流れを阻害することが原因であるものと予想された。 When the thickness of the lid 120 exceeded 1 mm, the thickness of the epitaxial growth film was biased, and there was a tendency for a thick film to be formed. It was expected that this was due to the lid 120 obstructing the natural flow of the source gas.

ただし、膜厚が120%程度までは許容可能な範囲であることから、蓋120の厚みが1.5mmまでであれば、エピタキシャル成長膜の成膜に使用しても問題の無いことが示唆された。 However, since the film thickness up to about 120% is within an acceptable range, it was suggested that if the thickness of the lid 120 is up to 1.5 mm, there is no problem even if it is used for forming an epitaxial growth film. ..

[まとめ]
以上のように、本発明によれば、サセプタへの炭化珪素の成膜を抑制することで、基板を安定して保持し続けることができると共に、サセプタを炭化珪素の除去作業をせずに長寿命化させて繰り返し使用できることで、炭化珪素のエピタキシャル成長による安定した成膜を、安価にかつ長期的に行うことができる。
[Summary]
As described above, according to the present invention, by suppressing the film formation of silicon carbide on the susceptor, the substrate can be stably held and the susceptor can be extended without removing the silicon carbide. Since the life is extended and the silicon carbide can be used repeatedly, stable film formation by epitaxial growth of silicon carbide can be performed inexpensively and for a long period of time.

10 基板
11 おもて面
12 端部
100 基板保持体
110 サセプタ
111 外周
112 載置部
115 周縁部
116 壁
117 上部
120 蓋
121 開口部
130 固定手段
210 サセプタ
211 外周
212 載置部
215 周縁部
216 壁
217 上部
220 蓋
221 開口部
1000 エピタキシャル成長装置
1100 成膜室
1200 断熱材
1300 原料ガス導入口
1400 回転ステージ
A 矢印
B 矢印
10 Board 11 Front surface 12 End 100 Board holder 110 Suceptor 111 Perimeter 112 Mounting part 115 Perimeter 116 Wall 117 Top 120 Lid 121 Opening 130 Fixing means 210 Sucepter 211 Perimeter 212 Mounting 215 Perimeter 216 Wall 217 Upper part 220 Lid 221 Opening 1000 Epitaxial growth device 1100 Formation chamber 1200 Insulation material 1300 Raw material gas inlet 1400 Rotating stage A Arrow B Arrow

Claims (9)

処理対象となる基板を載置し、外周の直径が当該基板の外径以上である載置部と、当該外周を囲む壁状の周縁部と、を有するサセプタと、
直径が前記基板の外径よりも小さい開口部を有し、前記周縁部に載置する蓋と、を備える基板保持体。
A susceptor having a mounting portion on which a substrate to be processed is placed and whose outer peripheral diameter is equal to or larger than the outer diameter of the substrate, and a wall-shaped peripheral peripheral portion surrounding the outer circumference.
A substrate holder having an opening having a diameter smaller than the outer diameter of the substrate and having a lid to be placed on the peripheral portion.
前記蓋の厚みが1mm以下である、請求項1に記載の基板保持体。 The substrate holder according to claim 1, wherein the lid has a thickness of 1 mm or less. 前記基板と前記蓋は接触するか、または前記基板と前記蓋との隙間は0.5mm以内である、請求項1または2に記載の基板保持体。 The substrate holder according to claim 1 or 2, wherein the substrate and the lid are in contact with each other, or the gap between the substrate and the lid is within 0.5 mm. 前記基板の外径と前記蓋の前記開口部の直径との差は、0.5mm以内である、請求項1〜3のいずれかに記載の基板保持体。 The substrate holder according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference between the outer diameter of the substrate and the diameter of the opening of the lid is within 0.5 mm. 前記蓋を前記周縁部に載置した状態で前記サセプタに固定する固定手段を備える、請求項1〜4のいずれかに記載の基板保持体。 The substrate holder according to any one of claims 1 to 4, further comprising a fixing means for fixing the lid to the susceptor while the lid is placed on the peripheral edge portion. 請求項1〜5のいずれかに記載の基板保持体を備える、基板処理装置。 A substrate processing apparatus comprising the substrate holder according to any one of claims 1 to 5. 前記基板処理装置は、化学気相蒸着法により前記基板に膜を成膜する成膜装置である、請求項6に記載の基板処理装置。 The substrate processing apparatus according to claim 6, wherein the substrate processing apparatus is a film forming apparatus for forming a film on the substrate by a chemical vapor deposition method. 請求項1〜5のいずれかに記載の基板保持体に前記基板を保持する基板保持工程と、
前記基板保持工程後、前記サセプタを回転させつつ前記基板を処理する処理工程と、
を含む、基板処理方法。
A substrate holding step of holding the substrate on the substrate holder according to any one of claims 1 to 5.
After the substrate holding step, a processing step of processing the substrate while rotating the susceptor,
Substrate processing methods, including.
前記処理工程は、前記基板に膜を成膜する成膜工程である、請求項8に記載の基板処理方法。 The substrate processing method according to claim 8, wherein the processing step is a film forming step of forming a film on the substrate.
JP2019230377A 2019-12-20 2019-12-20 Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method Pending JP2021100030A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019230377A JP2021100030A (en) 2019-12-20 2019-12-20 Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019230377A JP2021100030A (en) 2019-12-20 2019-12-20 Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021100030A true JP2021100030A (en) 2021-07-01

Family

ID=76541918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019230377A Pending JP2021100030A (en) 2019-12-20 2019-12-20 Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021100030A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4256480B2 (en) Apparatus for reducing residue deposition in a CVD chamber using a ceramic lining
US20080283086A1 (en) Substrate processing apparatus and cleaning method therefor
US20120231615A1 (en) Semiconductor thin-film manufacturing method, semiconductor thin-film manufacturing apparatus, susceptor, and susceptor holder
JP2009087989A (en) Method of forming epitaxial growth film
KR101030422B1 (en) Susceptor
US11482416B2 (en) Vapor phase growth method
JPH088198A (en) Susceptor for vapor growth apparatus
JP7190894B2 (en) SiC chemical vapor deposition equipment
JP2011165964A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP5161748B2 (en) Vapor growth susceptor, vapor growth apparatus, and epitaxial wafer manufacturing method
JPH09219369A (en) Equipment and method for manufacturing semiconductor device
JP2009071210A (en) Susceptor and epitaxial growth system
JP2021100030A (en) Substrate holder, substrate processing device, and substrate processing method
JP2008187020A (en) Susceptor for vapor phase epitaxy and vapor epitaxy growth system, and vapor phase epitaxy method
JP2022075052A (en) Substrate holding body, substrate processing device and substrate processing method
WO2009093417A1 (en) Susceptor and vapor phase growth system and vapor phase growth method
JP2022095138A (en) Susceptor, substrate processing device, and substrate processing method
JP5459257B2 (en) Manufacturing method of silicon epitaxial wafer
JP2004055672A (en) Chemical vapor deposition apparatus and method
JPH07142401A (en) Fabrication of semiconductor device and film deposition equipment therefor
JP2003037071A (en) Susceptor, vapor phase epitaxial growth device and method for vapor phase epitaxy
US20170370020A1 (en) Method for preparing restart of reactor for epitaxial growth on wafer
JPS6058613A (en) Epitaxial apparatus
JP2006351865A (en) Susceptor, apparatus and method for vapor phase epitaxy, and epitaxial wafer
EP3919657A1 (en) Film forming method and film forming apparatus