JP7347071B2

JP7347071B2 - 基板固定装置および基板固定方法

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Publication number: JP7347071B2
Application number: JP2019173915A
Authority: JP
Inventors: 剛岩佐
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2023-09-20
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP2021052087A

Description

本発明は、基板固定装置および基板固定方法に関する。

多結晶膜の材料として用いられる炭化珪素は、珪素と炭素で構成される化合物半導体材料である。炭化珪素は、絶縁破壊電界強度が珪素の１０倍であり、バンドギャップが珪素の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などから、珪素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。

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。

しかしながら、炭化珪素半導体は、広く普及するＳｉ半導体と比較し、大面積のウェハが得られず、製造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。

そこで、炭化珪素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、炭化珪素基板の製造方法が開示されており、その特徴として、少なくとも、マイクロパイプの密度が３０個／ｃｍ²以下の単結晶炭化珪素基板と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、単結晶炭化珪素基板を薄膜化する工程を行うことで、多結晶炭化珪素基板上に単結晶炭化珪素層を形成した基板を製造することが記載されている。

更に、特許文献１には、単結晶炭化珪素基板と多結晶炭化珪素基板とを貼り合わせる工程の前に、単結晶炭化珪素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、単結晶炭化珪素基板と多結晶炭化珪素基板とを貼り合わせる工程の後、単結晶炭化珪素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、単結晶炭化珪素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炭化珪素基板の製造方法が記載されている。

このような方法により、１つの炭化珪素の単結晶のインゴットから、より多くの炭化珪素ウェハが得られるようになった。

特開２００９－１１７５３３号公報

多結晶炭化珪素基板をＣＶＤ（ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で作製する際、熱ＣＶＤ法で作製することが一般的である。この際、炉内を１３００℃以上の熱環境として、ここにＳｉＨ₄等のＳｉ系原材料ガス、ＣＨ₄等のＣ系原材料ガスと、ドーパントガスである窒素ガス、キャリアガスである水素ガス等を導入し、熱反応により、多結晶炭化珪素を母材基板のおもて面とうら面の両面上に析出させる。

バッチ式ＣＶＤ装置では、1回の成膜において数十枚から数百枚の母材基板を炉内に配置し、多結晶炭化珪素の成膜を行う。しかしながら、母材基板を配置するにあたり、カーボン製の把持治具を用いて1枚ずつ締め付け固定により配置するため、母材基板の配置に時間が掛かり、成膜工程のボトルネックとなっている。

ところで、多結晶炭化珪素基板は、半導体である単結晶炭化珪素を貼り合せて使用されるものであるため、金属汚染がないことが要求されている。上記の理由から、金属汚染を生じない材料で、熱ＣＶＤで成膜する際の１３００℃以上の高温の環境に耐えうる材料として、母材基板を保持する材料は、高純度カーボン材料等が使用されている。

しかしながら、カーボン材料は、高温に耐えうるものの、機械的強度は弱く、ばね性を有することが難しいため、成膜対象となる母材基板をカーボン材料で固定する際は、カーボン材料のナット等の治具で母材基板を挟み込み固定するか、爪状の載置部等に乗せる等の方法が取られている。しかし、母材基板は厚みが薄いものを使用して成膜する場合があり、母材基板を配置する際に、ハンドリングミスにより母材基板を破損させるリスクがあった。

上記の問題点に鑑み、本発明では、固定対象となる基板の固定作業時間の短縮と、固定作業におけるハンドリングミスによる基板の破損を抑制することができる、基板固定装置および基板固定方法を提供することを目的とする。

本発明者は、母材基板の配置時間の短縮と、母材基板配置時のハンドリングミスによる破損を抑制する方法について鋭意研究を重ねた。その結果、ロッドに母材基板を固着する方法を採用し、配置する母材基板の枚数に合わせて、両端がネジ切り加工されているロッドを中通し可能なスペーサーを複数個用い、ロッドを中通ししたスペーサーの間に基板を挟んで、ロッドの両端をナットで嵌合して基板とスペーサーを締め付ける作業によって、全ての母材基板を一度に固定することにより、該母材基板の配置時間を大幅に短縮できることを確認した。また、母材基板を固定する際に専用台座を用いることにより、母材基板の取り扱いがシンプルになり、母材基板の破損リスクを大幅に低減できることを確認した。

すなわち、上記課題を解決するために、本発明の基板固定装置は、２つのナットと、円柱状または角柱状のロッドと、前記ロッドを中通しする開口部を有する複数のスペーサーと、前記スペーサーを保持する台座と、を備え、前記ロッドは、前記ナットが有する雌ネジのネジ山と対応するネジ山を有する雄ネジ部を、当該ロッドの両端に有する半ネジ状である。

前記台座は前記スペーサーを保持する保持溝を備えてもよい。

前記スペーサーは、前記開口部の開口方向と平行な第１面に、当該開口方向と平行に突出する凸部を備え、前記第１面とは反対の面であって、前記開口部の開口方向と平行な第２面に、前記凸部の形状と対応する形状であって、当該開口方向と平行に埋没する凹部を備え、複数の前記スペーサーはいずれも同一形状であってもよい。

基板の厚み部と接触して当該基板を保持する基板保持部材をさらに備えてもよい。

前記台座は、基板の厚み部と接触して当該基板を保持する基板保持部を備えてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の基板固定方法は、本発明の基板固定装置を用いる基板固定方法であって、前記ロッドの第１端部にある第１雄ネジ部に第１ナットを嵌合する第１嵌合工程と、複数の前記スペーサーの開口部に前記ロッドを中通しする中通し工程と、前記ロッドが中通しされた前記スペーサーを前記台座に保持する保持工程と、前記ロッドが中通しされた複数の前記スペーサーの間に基板の一部を挟持する基板挟持工程と、前記ロッドの前記第２端部にある第２雄ネジ部に第２ナットを嵌合する第２嵌合工程と、前記第２嵌合工程後、前記第１ナットまたは前記第２ナットを螺合し、前記基板を前記ロッドに固着する基板固着工程と、を含む。

本発明の基板固定装置および基板固定方法によれば、固定対象となる基板の固定作業時間を大幅に短縮でき、固定作業におけるハンドリングミス等による基板の破損を抑制することができる。

本発明の基板固定装置１００の概略斜視図である。ロッド２０の一例の概略側面図である。スペーサー３０の一例の概略斜視図である。基板保持部材６０の概略図である。基板固定方法の各工程を説明する概略図である。基板固定後の基板固定装置１００の概略斜視図である。台座４０より分離した後の固定された基板の側面図である。従来例１の基板固定方法による基板の固定態様を示す概略図である。

以下、本発明の基板固定装置および基板固定方法の一実施形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施形態に限定されない。

［基板固定装置１００］
図１に示す本発明の基板固定装置１００は、以下に説明するナット１０と、ロッド２０と、複数のスペーサー３０と、台座４０とを備える。

（固定対象基板）
基板固定装置１００で固定する対象となる基板１としては、例えば、多結晶炭化珪素基板をＣＶＤ法で成膜して製造する際に、成膜対象となる母材基板であるウェハ状の黒鉛製支持基板が挙げられる。ただし、基板１は黒鉛製支持基板に限定されず、これと同様の用途に用いられる母材基板である珪素製支持基板が挙げられる。また、一度に複数枚を同時にバッチ処理するため等の理由により、複数枚を固定する必要がある基板等であれば、特に限定されず、ＳｉＣ、サファイア、リン化ガリウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、窒化ガリウム等の各種基板が固定対象となる。

また、基板１の形状としては、直径４～８インチの薄型円盤状のいわゆるウェハ状のものが挙げられる。ただし、形状はこれに限定されず、種々の形状や大きさの基板１が固定対象となり得る。

〈ナット１０〉
ナット１０としては、同一形状のナット１０を２つ用いることができるが、異なる形状のナット１０を２つ用いてもよい。詳細は後述するが、ロッド２０と組み合わせて複数の基板１を固定するために用いる。ナット１０の形状は一般的なものであり、六角柱状で中央に開口部を有し、開口部の内壁がネジ切り加工された雌ネジとなっている六角ナットを例示することができる。ネジ切り加工としては、三角ネジ加工でもよく、他の形状の加工でもよい。また、六角ナットの他、四角ナット、袋ナット、蝶ナット、ゆるみ止めナット等、基板１の固定に適した形状のナットを用いることができる。

〈ロッド２０〉
ロッド２０としては、円柱状または、三角柱、四角柱等の角柱状の形状を基本とし、ナット１０が有する雌ネジのネジ山と対応するネジ山を有する雄ネジ部を、当該ロッドの両端に有する半ネジ状のものを用いることができる。

ロッド２０の一例として、円柱状のロッド２０の側面図を図２に示す。図２では、ロッド２０の第１端部２１と第２端部２２の両端にネジ切り加工がされた雄ネジ部２３を有しており、第１端部２１に第１雄ネジ部２３ａを有し、第２端部２２に第２雄ネジ部２３ｂを有する。ネジ切り加工としては、三角ネジ加工でもよく、他の形状の加工でもよい。スペーサー３０に中通しする中央部２４は、ネジ切り加工がされておらず、断面形状は円状で寸法に変化がない。なお、コストの点で不利となるが、中央部２４全体にわたってネジ切り加工されていてもよく、中央部２４の断面形状が変化してもよい。

ロッド２０の長手方向における第１雄ネジ部２３ａの幅ｗ１および第２雄ネジ部２３ｂの幅ｗ２は、基板１を固定することができればよく、任意の幅に設定することができる。第１雄ネジ部２３ａと第２雄ネジ部２３ｂとは、同一形状であっても異なる形状であってもよく、第１端部２１と第２端部２２の外観は同一であっても異なってもよい。また、ロッド２０の長手方向における中央部２４の幅ｗ３も、任意の幅に設定することができる。

〈スペーサー３０〉
スペーサー３０としては、ロッド２０を中通しする開口部を有するものを用いることができ、スペーサー３０は複数使用する。固定された複数の基板１が相互に接触しないよう、複数のスペーサー３０の間に基板１を挟持する。

図３に、スペーサー３０の一例の斜視図を示す。図３（ａ）は、スペーサー３０の各部分に符号を付したものであり、図３（ｂ）は、スペーサー３０の各部分の寸法を示したものである。図３のスペーサー３０は、直方体状のスペーサー本体３１を基本とし、ロッド２０を中通しする開口部３２を有する。開口部３２の形状は、ロッド２０が中通し出来れば特に限定されないが、例えばロッド２０の断面形状と対応して断面が円状や多角形状であり、若干の隙間ができるように、ロッド２０の断面形状よりもやや大きい断面形状であれば、基板１の固定作業が容易となりやすい。

図３のスペーサー３０は、直方体状のスペーサー本体３１において、開口部３２の開口方向ｄと平行な第１面３１ａに、開口方向ｄと平行に突出する凸部３３を備えることができる。また、直方体状のスペーサー本体３１において、第１面３１ａとは反対の面であって、開口部３２の開口方向ｄと平行な第２面３１ｂに、凸部３３の形状と対応する形状であって、開口方向ｄと平行に埋没する凹部３４を備えることができる。

なお、図３では、スペーサー本体３１の形状は直方体状であるが、この形状に限定されない。たとえば、円柱状や多角柱状等、スペーサーの役割を果たすために適した形状に設定することができる。

そして、図３では、凸部３３は開口部３２を含む直方体状であるが、これに限定されない、例えば開口部３２とは別に第１面３１ａに凸部を設けることも可能であり、凸部の形状は円錐状、円柱状、多角柱状等の任意の形状にすることができる。

また、凹部３４についても、図３では開口部３２を含む直方体状であるが、これに限定されない。ただし、あるスペーサーの凸部が、これとは別のスペーサーの凹部に挿入できるよう、凸部の形状と対応する形状であることが凹部の条件となる。なお、凸部よりも凹部の方が０．１～０．５ｍｍ程度の隙間ができるような若干大きい寸法である方が、凹部へ凸部を挿入しやすくなる。

なお、複数のスペーサー３０を連結して位置ずれを防止できる観点から、凸部３３や凹部３４は設けられていることが好ましいが、必須の構成ではない。また、ロッド２０の中通しや基板１の挟持が容易となるため、複数のスペーサー３０はいずれも同一形状であることが好ましいが、必須ではない。

〈台座４０〉
台座４０は、スペーサー３０を保持するためのものであり、基板１の固定作業が容易となるように作業台としての役割を果たす。台座４０は、必須ではないが、スペーサー３０を保持する保持溝４１を備えることができる。保持溝４１があることで、基板１を固定する作業中におけるスペーサー３０の位置ずれを制御することができる。

保持溝４１は、基板１の固定作業中においてロッド２０をスペーサー３０に中通しする方向と平行な方向に、複数のスペーサー３０を一直線上に保持できるようにレール状に形成されていることが好ましい。また、保持溝４１の断面形状は、スペーサー３０の側面３５の形状に応じて任意の形状とすることができる。例えば、スペーサー３０の側面に角がある場合には、この角を保持溝４１に合わせて保持することができるよう、保持溝４１はテーパー形状の断面であることが好ましく、また、スペーサー３０が円柱状であり、側面が丸みのある曲面である場合には、保持溝４１の断面形状もこれに対応する曲面であることが好ましい。

台座４０は、基板１の厚み部１ａと接触して基板１を保持する基板保持部５０を備えてもよい。複数の基板１を複数のロッド２０を用いて固定する場合には、必ずしも必要ではないが、ロッドとしては１本のロッド２０のみを用いて複数の基板１を固定する場合には、基板１をスペーサー３０の間に挟持させる際に基板１が動かないように保持できるため、挟持作業が容易となる。例えば、図１では、基板保持部５０は基板１の厚み部１ａと接触して基板１を保持する突き当て板５１と、台座４０の台座本体４２より伸びて突き当て板５１を支持する突き当て板支持棒５２を備える。なお、基板保持部５０の形状はこれに限定されず、任意の形状とすることができる。また、基板１をより確実に保持することができるよう、突き当て板５１には基板１を縦に挿入可能な溝が形成されていてもよい。

（基板保持部材）
また、台座４０と一体型の基板保持部５０で基板１を保持する態様の他、台座４０とは別に、例えば図４に示すように基板１の厚み部１ａと接触して基板１を保持する基板保持部材６０を備えることができる。図４（ａ）に基板保持部材６０の正面図を示す。基板保持部材６０は直方体状であり、基板１を縦に挿入可能な溝６１が複数設けられている。図４（ｂ）に台座４０と基板保持部材６０の側面図を示す。溝６１に基板１を挿入することにより、基板１を保持することができる。なお、図４の基板保持部材６０の形状は一例であり、基板１の厚み部１ａと接触して基板１を保持することが出来れば、任意の形状のものを使用することができる。

（その他の構成）
本発明の基板固定装置１００は、上記の構成の他、更なる構成を備えてもよい。例えば、台座４０を、基板１を固定する作業を行う作業机に固定するためのボルトやボルト挿入口等の固定部材等、基板１の固定のために有効な構成を備えることができる。

（基板固定装置１００の素材）
基板固定装置１００の素材は、特に限定されない。例えば、黒鉛製支持基板を母材基板とし、多結晶炭化珪素膜をＣＶＤ法で母材基板に成膜して製造する場合には、基板固定装置１００としては母材基板と同様に黒鉛製のものを使用することができる。具体的には、ナット１０、ロッド２０、スペーサー３０は黒鉛製支持基板と同時に成膜するため、黒鉛製であることが好適であり、その他にはアルミナやジルコニア等の酸化物セラミックスや、ＳｉＣセラミックス等を用いることができる。一方、台座４０や基板保持部５０は成膜しないため、黒鉛製でなくてもよく、黒鉛製支持基板等が汚染されなければ、ＳＵＳ等の金属製のものやアクリル等の樹脂製のものを用いることができる。また、固定対象となる基板の処理内容に応じて、基板の固定操作が容易となるような素材のものを用いることができる。

［基板固定方法］
次に、本発明の基板固定方法の一実施形態として、基板固定装置１００を用いる基板固定方法について、図５に示す基板固定方法の各工程を説明する概略図を用いつつ、説明する。基板固定方法としては、以下に説明する第１嵌合工程と、中通し工程と、保持工程と、基板挟持工程と、第２嵌合工程と、基板固着工程と、を含む。

〈第１嵌合工程〉
第１嵌合工程は、ロッド２０の第１端部２１にある第１雄ネジ部２３ａに２つのナット１０のうちの１つ（第１ナット）を嵌合する工程である（図５（ａ））。この工程は、ロッド２０を中通ししたスペーサー３０が、ロッド２０の第１端部２１から抜けてしまわないように行う工程である。

〈中通し工程〉
中通し工程は、複数のスペーサー３０の開口部３２にロッド２０を中通しする工程である（図５（ｂ））。後述する基板挟持工程により、基板１をスペーサー３０の間に挟持することから、複数のスペーサー３０にロッド２０を中通しすることとなる。例えば、１つの基板１のみを固定する場合には、２つのスペーサー３０に１本のロッド２０を中通しし、２つの基板１を固定する場合には、３つのスペーサー３０に１本のロッド２０を中通しし、ｎ個（ｎは自然数）の基板１を固定する場合には、ｎ＋１個のスペーサー３０に１本のロッド２０を順次中通しすればよい。

なお、第１嵌合工程と中通し工程の順番は特に限定されず、いずれの工程を先に行ってもよい。例えば、第１嵌合工程後、ロッド２０の第１端部２１とは反対の端部である第２端部２２から、複数のスペーサー３０の開口部３２にロッド２０を順次中通ししてもよく、また、ロッド２０の第１端部２１や第２端部２２から複数のスペーサー３０の開口部３２にロッド２０を順次中通しした後に、第１嵌合工程によってナット１０を嵌合してもよい。さらに、中通し工程の途中で、第１嵌合工程によってナット１０を嵌合してもよい。

〈保持工程〉
保持工程は、ロッド２０が中通しされたスペーサー３０を台座４０に保持する工程である（図５（ｃ））。スペーサー３０を台座４０に保持することで、後述する基板挟持工程において、基板１の挟持が容易となる。特に、スペーサー３０を保持することのできる保持溝４１が台座４０にあれば、スペーサー３０の位置ずれをより確実に制御できる。スペーサー３０の開口部３２の開口方向ｄと、台座４０へのスペーサー３０の載置していく方法とが平行となるように、スペーサー３０を台座４０に保持することが好ましい。

なお、後述する基板挟持工程において基板１の挟持が容易となるように、スペーサー３０同士の隙間ｃは、挟持する基板１の厚みと一致させておくことが好ましい。このような隙間ｃの制御は、台座４０の上で行うことにより、より容易となる。

〈基板挟持工程〉
基板挟持工程は、ロッド２０が中通しされた複数のスペーサー３０の間に、基板１の一部を挟持する工程である（図５（ｄ））。挟持する基板１の枚数は、１枚でもよく、一度にバッチ処理する基板の枚数を考慮して、適切な枚数を挟持することができる。また、基板１を挟持する際に、突き当て板５１に基板１の厚み部１ａを接地させることにより、基板１を突き当て板５１とスペーサー３０との２点で保持することができ、基板１をいわゆる縦置きの状態に保持することができる。なお、基板１の挟持を手作業で行う場合は、挟持済みの基板１と操作者の手や腕が接触等することで、挟持済みの基板１が破損してしまうことを防ぐため、操作者の利き手とは反対の手から利き手の方向へ複数の基板１を順に挟持していくことが好ましい。

〈第２嵌合工程〉
第２嵌合工程は、ロッド２０の第２端部２２にある第２雄ネジ部２３ｂに第２ナット１０を嵌合する工程である（図５（ｅ））。この工程は、ロッド２０を中通ししたスペーサー３０が、ロッド２０の第２端部２２から抜けてしまわないように行う工程である。

なお、第２嵌合工程は、中通し工程後であって後述する基板固着工程前に行う工程であり、例えば、保持工程前や、保持工程と基板挟持工程との間、基板挟持工程後のいずれかの段階において行うことができる。

〈基板固着工程〉
基板固着工程は、第２嵌合工程後、第１ナット１０または第２ナット１０を螺合し、基板１をロッド２０に固着する工程である。この工程により、２つのナット１０に挟まれたスペーサー３０と基板１が、螺合により締め付けられて、スペーサー３０と基板１との間の隙間や緩みが無くなることで、基板１を固着することができる。

ナット１０の螺合は、基板１の固着ができるのであれば、２つのナット１０のうちの一方のみを螺合してもよく、両方を螺合してもよい。また、基板１はロッド２０に固着する態様であれば、スペーサー３０とロッド２０に直接接触するように固着してもよく、ロッド２０へは接触せずにスペーサー３０に接触するように固着してもよい。

（その他の工程）
本発明の基板固定方法は、上記の工程の他、更なる工程を含んでもよい。例えば、ナット１０が緩まないようにワッシャーをナット１０とスペーサー３０との間に挟む工程等を含むことができる。また、例えば、基板１として黒鉛支持基板を使用し、黒鉛支持基板に多結晶炭化珪素膜をＣＶＤ法で成膜する場合には、成膜後の基板１とスペーサー３０やロッド２０との取り外しが容易となるように、基板１とスペーサー３０との間にカーボンシートを挿入する工程を含んでもよい。

以上の工程により、１回の螺合操作によって複数の基板１を同時に固定することができ、基板固定後の基板固定装置１００は、例えば図６に示すような状態となる。

本発明の基板固定方法を実施した後は、例えば図７に示すように固定された複数の基板１を台座４０より分離し、ナット１０、ロッド２０、スペーサー３０ごと基板１を処理することができる。例えば、基板１として黒鉛支持基板を使用し、黒鉛支持基板に多結晶炭化珪素膜をＣＶＤ法で成膜する場合には、固定された複数の基板１をナット１０、ロッド２０、スペーサー３０ごと成膜室へ設置し、炭化珪素膜を成膜することができる。

以下、本発明の具体的な実施方法を示すため、実施例１および比較例１を示す。ただし、本発明はこれらの実施形態によって何ら限定されるものではない。

［実施例１］
（固定対象基板）
固定対象となる基板１は、ＣＶＤ法によって多結晶炭化珪素を成膜する対象となる黒鉛製支持基板とした。黒鉛製支持基板の寸法は、直径４インチで厚みは１ｍｍとした。

また、基板固定装置を構成する部材の材質は全て黒鉛製とした。基板１の面間隔は全て１０ｍｍとなるように、図３（ｂ）に示す寸法のスペーサー３０を使用した。

（基板１の固定）
上記で説明した第１嵌合工程、中通し工程、保持工程、基板挟持工程、第２嵌合工程および基板固着工程を実施した。具体的には、台座４０に１４個のスペーサー３０を、スペーサー３０の間に１ｍｍの隙間ができるように並べて、ロッド２０を中通しし、ロッド２０の両端を２つのナット１０で嵌合した後、１３枚の基板１をスペーサー３０の間に１枚ずつ挟持し、その後２つのナットを螺合して、１本のロッド２０あたり１３枚の基板１を固定し、３本のロッド２０へ合計３９枚の基板１を固定した。基板１の固定操作において、基板１を破壊や損傷させることなく、全ての基板１を問題なく固定することができた。

（多結晶炭化珪素膜の成膜）
基板１の固定後、ロッド２０の両端を持ち上げて台座４０から取り外して、成膜装置の成膜室内にロッド２０ごと１３枚の基板１を設置し、ＣＶＤ法により基板１に多結晶炭化珪素を膜厚が１．０ｍｍとなるように成膜処理を実施した。

成膜処理後、成膜室内の基板１を確認したところ、ロッド２０から脱落した基板１はなく、全ての基板１に問題なく多結晶炭化珪素膜が成膜しており、既存の成膜処理と同様に問題なく成膜できたことを確認した。

また、１本のロッド２０へ１３枚の基板１を固定するために要した時間は４．５分であり、３本のロッド２０へ３９枚の基板１を固定するために要した時間は１３．５分であった。この結果より、基板１を固定するために要した時間は、基板１枚あたり０．３分と換算された。

［従来例１］
（固定対象基板）
実施例１と同様に、固定対象となる基板１は、ＣＶＤ法によって多結晶炭化珪素を成膜する対象となる黒鉛製支持基板とした。黒鉛製支持基板の寸法は、直径４インチで厚みは１ｍｍとした。

（基板１の固定）
図８に、従来例１の基板固定方法による基板の固定態様を示す概略図である。従来例１では、図８に示す固定態様により基板１を固定した。すなわち、外周前面にネジ切り加工がされている全ネジ状のロッド２００に、ロッド２００を中通し可能な開口部を有し、基板１を上下より挟持するための２つのスペーサー３００（サイズ：２０．０ｍｍ×１５．０ｍｍ×３．０ｍｍ）を中通しし、スペーサー３００の間に基板１を挟持した後、２つのスペーサー３００の上下より２つの六角ナット４００（規格寸法：Ｍ１０）を螺合して基板１をロッド３００に非接触の状態でスペーサー３００に締結して固定した。これらの作業を繰り返し行い、１本のロッド２００あたり１３枚の基板１を固定し、３本のロッド２００へ合計３９枚の基板１を固定した。基板１の固定操作において、４枚の基板１を損傷させてしまった。なお、１本のロッド２００あたりにおける基板１の面間隔は、全て１０ｍｍとなるように固定した。また、ロッド２００、スペーサー３００、六角ナット４００の材質は全て黒鉛製とした。

（多結晶炭化珪素膜の成膜）
基板１の固定後、ロッド２００の両端を持ち上げて、実施例１と同様に、成膜装置の成膜室内にロッド２００ごと１３枚の基板１を設置し、ＣＶＤ法により基板１に多結晶炭化珪素を膜厚が１．０ｍｍとなるように成膜処理を実施した。

また、１本のロッド２００へ１３枚の基板１を固定するために要した時間は２５分であり、３本のロッド２００へ３９枚の基板１を固定するために要した時間は７５分であった。この結果より、基板１を固定するために要した時間は、基板１枚あたり１．９分と換算された。

実施例１と従来例１を行った結果のまとめとして、基板１の固定に要した時間、固定作業による基板の破損率、成膜の収率について表１に示す。

実施例１および従来例１共に、ＳｉＣの成膜に問題は無かったものの、実施例１は従来例１よりも基板の固定作業が速くなり、正確性も増す結果となった。

［まとめ］
以上のとおり、本発明の基板固定装置および基板固定方法であれば、固定対象となる基板の固定作業時間の短縮と、固定作業におけるハンドリングミスによる基板の破損を抑制することができることは、明らかである。

１基板
１ａ厚み部
１０ナット
２０ロッド
２１第１端部
２２第２端部
２３雄ネジ部
２３ａ第１雄ネジ部
２３ｂ第２雄ネジ部
２４中央部
３０スペーサー
３１スペーサー本体
３１ａ第１面
３１ｂ第２面
３２開口部
３３凸部
３４凹部
３５側面
４０台座
４１保持溝
４２台座本体
５０基板保持部
５１突き当て板
５２突き当て板支持棒
６０基板保持部材
６１溝
１００基板固定装置
２００ロッド
３００スペーサー
４００六角ナット
ｃ隙間
ｄ開口方向
ｗ１幅
ｗ２幅
ｗ３幅

Claims

２つのナットと、
円柱状または角柱状のロッドと、
前記ロッドを中通しする開口部を有する複数のスペーサーと、
前記スペーサーを保持する台座と、
を備え、
前記ロッドは、前記ナットが有する雌ネジのネジ山と対応するネジ山を有する雄ネジ部を、当該ロッドの両端に有する半ネジ状である、基板を複数の前記スペーサーの間に挟持して固定する基板固定装置。
前記台座は前記スペーサーを保持する保持溝を備える、請求項１に記載の基板固定装置。
前記スペーサーは、
前記開口部の開口方向と平行な第１面に、当該開口方向と平行に突出する凸部を備え、
前記第１面とは反対の面であって、前記開口部の開口方向と平行な第２面に、前記凸部の形状と対応する形状であって、当該開口方向と平行に埋没する凹部を備え、
複数の前記スペーサーはいずれも同一形状である、請求項１または２に記載の基板固定装置。
基板の厚み部と接触して当該基板を保持する基板保持部材をさらに備える、請求項１～３のいずれかに記載の基板固定装置。
前記台座は、基板の厚み部と接触して当該基板を保持する基板保持部を備える、請求項１～３のいずれかに記載の基板固定装置。
請求項１～５のいずれかに記載の基板固定装置を用いる基板固定方法であって、
前記ロッドの第１端部にある第１雄ネジ部に第１ナットを嵌合する第１嵌合工程と、
複数の前記スペーサーの開口部に前記ロッドを中通しする中通し工程と、
前記ロッドが中通しされた前記スペーサーを前記台座に保持する保持工程と、
前記ロッドが中通しされた複数の前記スペーサーの間に基板の一部を挟持する基板挟持工程と、
前記ロッドの第２端部にある第２雄ネジ部に第２ナットを嵌合する第２嵌合工程と、
前記第２嵌合工程後、前記第１ナットまたは前記第２ナットを螺合し、前記基板を前記ロッドに固着する基板固着工程と、を含む、基板固定方法。