JP6017817B2 - 表面処理装置、表面処理方法、基板支持機構およびプログラム - Google Patents
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Description
あるいは、前記慣性体として、前記サセプタと同心に配置されたリング状のスライダが例示され、前記基板ホルダ回転機構として、前記スライダに固定された第1磁石と、前記基板ホルダの中心以外の位置に固定された、前記第1磁石と引き合うまたは反発し合う第2磁石と、を有するものが例示される。
表面処理装置100をMOCVD装置として利用し、窒化ガリウム結晶層をエピタキシャル結晶成長法により形成した。基板として、4インチサファイヤ基板上にGaN層を付与したテンプレートを用いた。オリエンテーションフラット(OF)がサセプタ120の外周側を向くように、基板(テンプレート)を基板ホルダ110にセットし、成長室内にキャリアガスとして水素ガスを導入した。加熱手段150によりサセプタ120および基板ホルダ110を加熱した。基板の表面温度が500℃に達したところでサセプタ120の回転を開始し、V族原料であるアンモニアの供給を開始した。サセプタ120の回転数は500rpmとした。
表面処理装置200を電子ビーム蒸着装置として利用し、Ti層を蒸着法により形成した。基板として、4インチSiウェハを用いた。オリエンテーションフラット(OF)がサセプタ120の外周側を向くように、基板を基板ホルダ110にセットし、成長室を1×10−6torrになるまで減圧した。その後、カーボン坩堝内のTi原料に電子ビームを照射し、Ti蒸気を発生させた。次いでサセプタ120の単位時間当たり回転数を図15に示すように制御した。図15は、実施例2におけるサセプタの回転シーケンスを説明する図である。サセプタ120回転数の変調により、基板ホルダ110のサセプタ座標から見た回転を繰り返す様子が装置のビューポートから目視で確認できた。ついでシャッターを開け、蒸着を行った。蒸着の終了後、装置内から基板を取り出した。形成されたTi層を部分的にHFでエッチングにより除去し、段差測定によりTi層の厚さを測定した
Claims (13)
- 基板を支持する基板ホルダと、
前記基板の処理面に平行な面と直交する第1直線を回転軸として回転され、前記基板ホルダを支持するサセプタと、
前記サセプタを回転させるサセプタ回転機構と、
を有する前記基板の表面処理装置であって、
前記基板ホルダが、前記サセプタの回転に伴って前記第1直線の周りを回転し、かつ、前記サセプタに固定されたサセプタ座標において不動な直線であって前記第1直線と平行な第2直線を回転軸として回転可能なものであり、さらに、前記第2直線上ではない位置に重心を有するものであり、
回転している前記サセプタの単位時間当たり回転数を一定に維持することで前記サセプタ座標から見た前記基板ホルダの回転を停止し、前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えることで、前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させる
表面処理装置。 - 基板を支持する基板ホルダと、
前記基板の処理面に平行な面と直交する第1直線を回転軸として回転され、前記基板ホルダを支持するサセプタと、
前記サセプタを回転させるサセプタ回転機構と、
を有する前記基板の表面処理装置であって、
前記基板ホルダが、前記サセプタの回転に伴って前記第1直線の周りを回転し、かつ、前記サセプタに固定されたサセプタ座標において不動な直線であって前記第1直線と平行な第2直線を回転軸として回転可能なものであり、
前記サセプタの回転に連動して前記第1直線を回転軸として回転するとともに、前記サセプタとの相対変位が許容された慣性体と、
前記慣性体と前記サセプタとの相対変位に応じて前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させる基板ホルダ回転機構と、をさらに有し、
前記サセプタが円盤形状を有し、前記第1直線が前記サセプタの中心を通り、
前記慣性体が、前記第1直線を回転軸として前記サセプタと同軸かつ同方向に回転するリング状のスライダであり、
前記基板ホルダ回転機構が、前記スライダに固定された第1磁石と、前記基板ホルダの中心以外の位置に固定され、前記第1磁石と引き合うまたは反発し合う第2磁石と、を有し、
回転している前記サセプタの単位時間当たり回転数を一定に維持することで前記サセプタ座標から見た前記基板ホルダの回転を停止し、前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えることで、前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させる
表面処理装置。 - 前記基板を加熱する加熱手段をさらに有し、
前記加熱手段が、前記処理面とは反対側のサセプタ裏側に配置されている
請求項1または請求項2に記載の表面処理装置。 - 前記サセプタの毎分回転数が、300rpm以上である
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の表面処理装置。 - 前記基板の表面処理に利用されるガスを供給するガス供給手段をさらに有し、
前記ガス供給手段が、前記基板の前記処理面に向けて前記ガスを供給し、
供給された前記ガスが、前記サセプタの外周に向けて排気される
請求項4に記載の表面処理装置。 - 前記基板ホルダの前記サセプタ座標から見た回転運動を測定する回転モニタをさらに有し、
前記サセプタ回転機構が、前記回転モニタの測定結果に応じて前記サセプタの前記回転数を制御する
請求項1から請求項5の何れか一項に記載の表面処理装置。 - 請求項1から請求項6の何れか一項に記載の表面処理装置を用いた表面処理方法であって、
前記基板ホルダに基板を配置する段階と、
前記サセプタを回転させ、前記基板ホルダを前記第1直線の周りで回転させる段階と、
前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えることで、前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させつつ前記基板を処理する第1段階と、
を有する表面処理方法。 - 前記第1段階の前、後または途中において、前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えず、前記サセプタ座標から見た前記基板ホルダの回転を停止したまま前記基板を処理する第2段階、
をさらに有する請求項7に記載の表面処理方法。 - 前記第1段階および前記第2段階における前記基板の処理が、前記基板の処理面へのエピタキシャル結晶成長法による半導体層の形成であり、
前記第1段階において、半導体デバイスの活性領域として機能する活性層を形成し、
前記第2段階において、前記基板と前記活性層との間に位置するバッファ層を形成する
請求項8に記載の表面処理方法。 - 駆動力を受けて回転するサセプタと、
前記サセプタに固定されたサセプタ座標から見て中心位置が不動かつ回転が可能なように前記サセプタに支持され、前記サセプタの回転に伴い前記サセプタの回転軸の周りを回転する基板ホルダと、を有し、
前記基板ホルダが、前記基板ホルダの回転軸上ではない位置に重心を有し、
回転している前記サセプタの単位時間当たり回転数を一定に維持することで前記サセプタ座標から見た前記基板ホルダの回転を停止し、前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えることで、前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させる
基板支持機構。 - 駆動力を受けて回転するサセプタと、
前記サセプタに固定されたサセプタ座標から見て中心位置が不動かつ回転が可能なように前記サセプタに支持され、前記サセプタの回転に伴い前記サセプタの回転軸の周りを回転する基板ホルダと、
前記サセプタの回転を受けて、前記サセプタと同軸かつ同方向に回転され、前記サセプタとの回転方向における相対的な変位が許容された慣性体と、
前記慣性体と前記サセプタとの相対変位に応じて前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させる基板ホルダ回転機構と、を有し、
前記慣性体が、前記サセプタと同心に配置されたリング状のスライダであり、
前記基板ホルダ回転機構が、前記スライダに固定された第1磁石と、前記基板ホルダの中心以外の位置に固定された、前記第1磁石と引き合うまたは反発し合う第2磁石と、を有し、
回転している前記サセプタの単位時間当たり回転数を一定に維持することで前記サセプタ座標から見た前記基板ホルダの回転を停止し、前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えることで、前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させる
基板支持機構。 - 請求項10または請求項11に記載の基板支持機構を用いた表面処理装置を制御するコンピュータに、
前記サセプタを回転させることで、前記基板ホルダを、前記サセプタの回転軸の周りで回転させる機能と、
前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えることで、前記基板ホルダを前記サセプタ座標から見て回転させつつ前記基板を処理する機能と、
を実現させるためのプログラム。 - 前記サセプタの単位時間当たり回転数を変えず、前記サセプタ座標から見た前記基板ホルダの回転を停止したまま前記基板を処理する機能、
をさらに実現させるための請求項12に記載のプログラム。
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