JP5970841B2 - ウエハホルダ、成膜装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばウエハの成膜に用いられるウエハホルダ、成膜装置、成膜方法に関する。

特許文献１には、ウエハと発熱体の間に均熱板（ウエハホルダ）を設けた薄膜製造装置が開示されている。このウエハホルダにはスリットが形成されている。スリットは、ウエハホルダ内の温度差によるウエハホルダの変形を防止するために形成されている。

特開平６−１３２２３３号公報

特許文献１に開示されるウエハホルダでは、ウエハホルダの一方の面だけに堆積物が蓄積していくことで、ウエハホルダが反る問題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ウエハホルダの反りを抑制できるウエハホルダ、成膜装置、成膜方法を提供することを目的とする。

本願の発明に係るウエハホルダは、ウエハをのせるウエハホルダであって、該ウエハホルダの表面に形成された、ウエハを収容する表面凹部と、該ウエハホルダの裏面に形成された、ウエハを収容する裏面凹部と、を備え、該ウエハホルダの側面にスリットが形成されたことを特徴とする。

本願の発明に係る成膜装置は、金属材料で板状に形成されたサセプタと、該サセプタを加熱する手段と、該サセプタの上にのせられたウエハホルダと、を備え、該ウエハホルダは、表面にウエハを収容する表面凹部を有し、裏面にウエハを収容する裏面凹部を有し、該ウエハホルダの側面にスリットが形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、ウエハホルダの表面と裏面を交互に用いて堆積物を堆積するので、ウエハホルダの反りを抑制できる。

本発明の実施の形態に係るウエハホルダの平面図である。 図１の破線における断面図である。 本発明の実施の形態に係る成膜装置を示す図である。 ウエハ及びウエハホルダの表面に堆積物を堆積することを示す図である。 ウエハホルダを反転させて、ウエハ及びウエハホルダの裏面に堆積物を堆積することを示す図である。 ウエハホルダに放射状のスリットを形成したことを示す平面図である。 ウエハホルダの外周部分にスリットを形成したことを示す平面図である。 ウエハホルダの側面にスリットを形成したことを示す断面図である。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係るウエハホルダの平面図である。図１（Ａ）はウエハホルダ１０の表面を示し、図１（Ｂ）はウエハホルダ１０の裏面を示す。ウエハホルダ１０は、電気伝導性に優れた黒鉛で形成されている。ウエハホルダ１０の表面１０ａにはウエハを収容する表面凹部１２が形成されている。ウエハホルダの裏面１０ｂにはウエハを収容する裏面凹部１６が形成されている。ウエハホルダ１０は、表面１０ａにも裏面１０ｂにも複数のウエハをのせることができるものである。なお、表面凹部１２と裏面凹部１６は同一形状で形成されている。

図２は、図１の破線における断面図である。裏面凹部１６は表面凹部１２の直下に形成されている。図３は、本発明の実施の形態に係る成膜装置を示す図である。成膜装置５０は、チャンバー５２を有している。チャンバー５２には、ガス供給手段５４が取り付けられている。ガス供給手段５４はチャンバー５２の内部にガスを供給するものである。

成膜装置５０は、電気伝導性に優れた黒鉛で形成されたサセプタ５６を有している。サセプタ５６は、チャンバー５２内の回転軸上に固定され回転する。前述したウエハホルダ１０は、サセプタ５６の上にのせられている。チャンバー５２の中には、サセプタ５６を加熱する手段としてＲＦコイル５８が設置されている。

本発明の実施の形態に係る成膜方法について説明する。図４は、ウエハ及びウエハホルダの表面に堆積物を堆積することを示す図である。まず、表面凹部１２に第１ウエハ６０を収容し、ウエハホルダ１０の裏面１０ｂにサセプタ５６を接触させる。次いで、ガス供給手段５４から成膜に用いる原料ガスを導入して、第１ウエハ６０、及びウエハホルダ１０の表面１０ａに堆積物を堆積させる。図４には、ウエハホルダ１０の表面１０ａに堆積した堆積物７０が示されている。堆積物は、例えばＳｉＣエピタキシャル膜（３Ｃ−ＳｉＣ）である。なお堆積中は、ＲＦコイル５８によりウエハホルダ１０を例えば１５００℃程度まで加熱する。

次いで、堆積物の堆積した第１ウエハ６０を表面凹部１２から取外す。この工程を取外し工程と称する。取外し工程の後に、ウエハホルダ１０を反転させて再び堆積物を堆積する。図５は、ウエハホルダを反転させて、ウエハ及びウエハホルダの裏面に堆積物を堆積することを示す図である。ウエハホルダ１０を反転させ、裏面凹部１６に第２ウエハ６２を収容し、ウエハホルダ１０の表面１０ａにサセプタ５６を接触させる。そして、第２ウエハ６２、及びウエハホルダ１０の裏面１０ｂに堆積物を堆積させる。図５には、ウエハホルダ１０の裏面１０ｂに堆積した堆積物７２が示されている。このように、本発明の成膜方法は、ウエハホルダを定期的に反転させることで堆積物７０と堆積物７２の厚さが同等となる状態を維持して、所望の堆積工程を繰り返す。

一般に、堆積物の熱膨張率とウエハホルダの熱膨張率は異なる。そのため、堆積終了後にウエハホルダをチャンバーから取出すと、常温に冷却された堆積物が凝縮してウエハホルダに圧縮応力を及ぼす。この圧縮応力によりウエハホルダに反りが発生することがあった。ウエハホルダは自動搬送や複数バッチ化に対応するために薄く形成して軽量化することが多いので、ウエハホルダはますます反りやすくなっていた。

ウエハホルダが反ると、ウエハとウエハホルダ間、及びウエハホルダとサセプタの間に隙間が発生し、ウエハを均一に加熱できない問題があった。ウエハを均一に加熱できないと堆積物の厚さがばらつく。また、ウエハホルダが反ると、ウエハホルダの自動搬送時の位置決めや搬送アーム上の安定保持ができない問題があった。

ところが、本発明の実施の形態に係るウエハホルダ、成膜装置、成膜方法によれば、ウエハホルダの反りを抑制できる。本発明の実施の形態では、ウエハホルダ１０の両面を交互に使用して堆積を行うので、表面１０ａの堆積物７０による応力と裏面１０ｂの堆積物７２による応力が打ち消しあう。よって、ウエハホルダ１０の反りを抑制できる。また、裏面凹部１６を表面凹部１２の直下に形成して表面凹部１２と裏面凹部１６を同一形状としたので、表面１０ａの応力と裏面１０ｂの応力の分布を一致させてウエハホルダ１０の反りを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るウエハホルダ１０にスリットを形成すると、反りの抑制効果を高めることができる。図６は、ウエハホルダに放射状のスリットを形成したことを示す平面図である。図６（Ａ）はウエハホルダ１００の表面１００ａを示し、図６（Ｂ）はウエハホルダ１００の裏面１００ｂを示す。スリット１０２は表面１００ａに放射状に形成されている。スリット１０４は裏面１００ｂに放射状に形成されている。スリット１０２、１０４は、堆積物による応力を緩和するので、ウエハホルダ１００の反りの抑制に効果的である。

図７は、ウエハホルダの外周部分にスリットを形成したことを示す平面図である。図７（Ａ）はウエハホルダ１１０の表面１１０ａを示し、図７（Ｂ）はウエハホルダ１１０の裏面１１０ｂを示す。スリット１１２は表面１１０ａの外周部に形成されている。スリット１１４は裏面１１０ｂの外周部に形成されている。スリット１１２、１１４は、堆積物による応力を緩和するので、ウエハホルダ１１０の反りの抑制に効果的である。

図８は、ウエハホルダの側面にスリットを形成したことを示す断面図である。ウエハホルダ１２０の側面１２０ｃに、スリット１２２が形成されている。スリット１２２は、堆積物による応力を緩和するので、ウエハホルダ１２０の反りの抑制に効果的である。なお、スリットの形状は特に図６、７、８に示すスリットの形状に限定されない。

本発明の実施の形態では、サセプタ５６の上に１つのウエハホルダをのせたが、複数のウエハホルダをサセプタの上にのせてもよい。また、ウエハホルダ１０を反転させるタイミングは適宜定めればよく、必ずしも１回の堆積処理ごとに反転させる必要はない。その他、本発明の特徴を失わない範囲において様々な変形が可能である。

１０ ウエハホルダ、 １０ａ 表面、 １０ｂ 裏面、 １２ 表面凹部、 １６ 裏面凹部、 ５０ 成膜装置、 ５２ チャンバー、 ５４ ガス供給手段、 ５６ サセプタ、 ６０ 第１ウエハ、 ６２ 第２ウエハ、 ７０，７２ 堆積物、 １００ ウエハホルダ、 １００ａ 表面、 １００ｂ 裏面、 １０２，１０４ スリット、 １１０ ウエハホルダ、 １１０ａ 表面、 １１０ｂ 裏面、 １１２，１１４ スリット、 １２０ ウエハホルダ、 １２０ａ 表面、 １２０ｂ 裏面、 １２０ｃ 側面、 １２２ スリット

Claims (6)

1. ウエハをのせるウエハホルダであって、
   前記ウエハホルダの表面に形成された、ウエハを収容する表面凹部と、
   前記ウエハホルダの裏面に形成された、ウエハを収容する裏面凹部と、を備え、
   前記ウエハホルダの側面にスリットが形成されたことを特徴とするウエハホルダ。
2. 前記裏面凹部は前記表面凹部の直下に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のウエハホルダ。
3. 前記ウエハホルダの表面及び裏面にスリットが形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載のウエハホルダ。
4. 金属材料で板状に形成されたサセプタと、
   前記サセプタを加熱する手段と、
   前記サセプタの上にのせられたウエハホルダと、を備え、
   前記ウエハホルダは、表面にウエハを収容する表面凹部を有し、裏面にウエハを収容する裏面凹部を有し、
   前記ウエハホルダの側面にスリットが形成されたことを特徴とする成膜装置。
5. 前記裏面凹部は前記表面凹部の直下に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の成
   膜装置。
6. 前記ウエハホルダの表面及び裏面にスリットが形成されたことを特徴とする請求項４又
   は５に記載の成膜装置。

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