KR102669071B1 - 기상 성장 장치 - Google Patents

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요시아키 다이고
요시카즈 모리야마
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

실시 형태의 기상 성장 장치는, 반응실과, 반응실 내에 마련되어 기판을 적재하는 홀더와, 반응실 내에 마련되어, 홀더의 하방에 위치하는 제1 히터와, 반응실 내에 마련되어, 홀더의 상방에 위치하는 제2 히터를 구비하고, 홀더는, 내측 영역과, 내측 영역을 둘러싸고 기판이 적재된 경우에 기판을 둘러싸는 환상의 외측 영역과, 내측 영역 위에 마련되어 기판의 하면을 지지 가능한 환상으로 원호 부분을 갖는 지지부를 포함하고, 원호 부분의 외주 단부와, 외측 영역의 내주 단부 간의 거리가 6mm 이하이고, 지지부의 폭이 3mm 이상이며, 기판의 중심과 홀더의 중심이 일치하도록 기판이 홀더에 적재된 경우에, 기판의 반경을 R1, 원호 부분의 외주 단부의 반경을 R4, 기판의 외주 단부와, 원호 부분에 대향하는 외측 영역의 내주 단부 간의 거리를 D1이라 정의하면, 하기 식 1을 충족시킨다. R1-D1>R4 …(식 1)

Description

기상 성장 장치
본 발명은 기판의 표면에 가스를 공급하여 막의 형성을 행하는 기상 성장 장치에 관한 것이다.
고품질의 반도체 막을 형성하는 방법으로서, 기판의 표면에 기상 성장에 의해 단결정막을 형성하는 에피택셜 성장 기술이 있다. 에피택셜 성장 기술을 사용하는 기상 성장 장치에서는, 상압 또는 감압으로 유지된 반응실 중의 홀더에 기판을 적재한다.
그리고, 기판을 가열하면서, 막의 원료를 포함하는 프로세스 가스를, 반응실의 상부의 버퍼실을 경유하여 반응실에 공급한다. 기판 표면에서는 프로세스 가스의 열반응이 발생하여, 기판의 표면에 에피택셜 단결정막이 형성된다.
기판 표면에 형성되는 에피택셜 단결정막의 특성은, 기판의 온도에 의존한다. 이 때문에, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성을 향상시키기 위해서는, 기판 표면의 온도의 균일성을 향상시킬 것이 요망된다. 특히, 탄화규소막과 같이 고온에서 형성되는 막의 경우, 기판 표면의 온도의 균일성을 유지하기가 어려워진다.
특허문헌 1에는, 기판을 균일하게 가열하기 위해, 기판을 지지하는 서셉터에 지지부를 마련한 기상 성장 장치가 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2018-37537호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있는 기상 성장 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 양태의 기상 성장 장치는, 반응실과, 상기 반응실 내에 마련되어 기판을 적재하는 홀더와, 상기 반응실 내에 마련되어, 상기 홀더의 하방에 위치하는 제1 히터와, 상기 반응실 내에 마련되어, 상기 홀더의 상방에 위치하는 제2 히터를 구비하고, 상기 홀더는, 내측 영역과, 상기 내측 영역을 둘러싸고 상기 기판이 적재된 경우에 상기 기판을 둘러싸는 환상의 외측 영역과, 상기 내측 영역 위에 마련되어 상기 기판의 하면을 지지 가능한 환상으로 원호 부분을 갖는 지지부를 포함하고, 상기 원호 부분의 외주 단부와, 상기 외측 영역의 내주 단부 간의 거리가 6mm 이하이고, 상기 지지부의 폭이 3mm 이상이며, 상기 기판의 중심과 상기 홀더의 중심이 일치하도록 상기 기판이 상기 홀더에 적재된 경우에, 상기 기판의 반경을 R1, 상기 원호 부분의 외주 단부의 반경을 R4, 상기 기판의 외주 단부와, 상기 원호 부분에 대향하는 상기 외측 영역의 내주 단부 간의 거리를 D1이라 정의하면, 하기 식 1을 충족시킨다.
R1-D1>R4 …(식 1)
본 발명에 의하면, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있는 기상 성장 장치를 실현할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 기상 성장 장치의 모식 단면도.
도 2는 제1 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 3은 제1 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 4는 제1 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도.
도 5는 제1 비교예의 홀더의 모식도.
도 6은 제1 비교예의 홀더의 모식도.
도 7은 제1 비교예의 홀더의 제1 문제점의 설명도.
도 8은 제1 비교예의 홀더의 제2 문제점의 설명도.
도 9는 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
도 10은 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
도 11은 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
도 12는 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
도 13은 제2 비교예의 홀더의 모식도.
도 14는 제2 비교예의 홀더의 확대 모식 단면도.
도 15는 제1 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도.
도 16은 제2 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 17은 제3 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 18은 제3 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 19는 제3 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
도 20은 제4 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 21은 제4 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도.
도 22는 제4 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도.
도 23은 제5 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 24는 제5 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도.
도 25는 제6 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 26은 제7 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 27은 제7 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 28은 제8 실시 형태의 홀더의 모식도.
도 29는 제8 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
도 30은 제8 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
본 명세서 중, 동일 또는 유사한 부재에 대하여, 동일한 부호를 부여하는 경우가 있다.
본 명세서 중, 기상 성장 장치가 막의 형성이 가능하게 설치된 상태에서의 중력 방향을 「아래」라고 정의하고, 그 역방향을 「위」라고 정의한다. 따라서, 「하부」란, 기준에 대하여 중력 방향의 위치, 「하방」이란 기준에 대하여 중력 방향을 의미한다. 그리고, 「상부」란, 기준에 대하여 중력 방향과 역방향의 위치, 「상방」이란 기준에 대하여 중력 방향과 역방향을 의미한다. 또한, 「종방향」이란 중력 방향이다.
또한, 본 명세서 중, 「프로세스 가스」란, 막의 형성을 위해 사용되는 가스의 총칭이며, 예를 들어 소스 가스, 어시스트 가스, 도펀트 가스, 캐리어 가스 및 이들의 혼합 가스를 포함하는 개념이라 하자.
(제1 실시 형태)
제1 실시 형태의 기상 성장 장치는, 반응실과, 반응실 내에 마련되어 기판을 적재하는 홀더와, 반응실 내에 마련되어, 홀더의 하방에 위치하는 제1 히터와, 반응실 내에 마련되어, 홀더의 상방에 위치하는 제2 히터를 구비하고, 홀더는, 내측 영역과, 내측 영역을 둘러싸고 기판이 적재된 경우에 기판을 둘러싸는 환상의 외측 영역과, 내측 영역 위에 마련되어 기판의 하면을 지지 가능한 환상으로 원호 부분을 갖는 지지부를 포함하고, 원호 부분의 외주 단부와, 외측 영역의 내주 단부 간의 거리가 6mm 이하이고, 지지부의 폭이 3mm 이상이며, 기판의 중심과 홀더의 중심이 일치하도록 기판이 홀더에 적재된 경우에, 기판의 반경을 R1, 원호 부분의 외주 단부의 반경을 R4, 기판의 외주 단부와, 원호 부분에 대향하는 외측 영역의 내주 단부 간의 거리를 D1이라 정의하면, 하기 식 1을 충족시킨다.
R1-D1>R4 …(식 1)
또한, 상기 홀더는, 기판의 막질 보증 영역의 반경을 R2, 원호 부분의 내주 단부의 반경을 R3이라 정의하면 하기 식 2 및 식 3을 충족시킨다.
R2-D1>R3 …(식 2)
R2+D1<R4 …(식 3)
도 1은 제1 실시 형태의 기상 성장 장치의 모식 단면도이다. 제1 실시 형태의 기상 성장 장치(100)는 예를 들어 단결정의 탄화규소 기판 상에 단결정의 탄화규소막을 에피택셜 성장시키는 매엽형의 에피택셜 성장 장치이다.
제1 실시 형태의 기상 성장 장치(100)는 반응실(10), 버퍼실(13)을 구비한다. 반응실(10)은 서셉터(14)(홀더), 회전체(16), 회전축(18), 회전 구동 기구(20), 제1 히터(22), 리플렉터(28), 지지 기둥(30), 고정대(32), 고정축(34), 후드(40), 제2 히터(42), 가스 배출구(44), 가스 도관(53)을 구비한다. 버퍼실(13)은 칸막이판(39), 가스 공급구(85)를 구비한다.
반응실(10)은 예를 들어 스테인리스제이다. 반응실(10)은 원통 형상의 벽을 갖는다. 반응실(10) 내에서, 웨이퍼 W 상에 탄화규소막을 형성한다. 웨이퍼 W는 기판의 일례이다. 웨이퍼 W는 예를 들어 반도체 웨이퍼이다. 웨이퍼 W는 예를 들어 단결정의 탄화규소 웨이퍼이다.
서셉터(14)는 반응실(10) 내에 마련된다. 서셉터(14)에는, 웨이퍼 W가 적재 가능하다. 서셉터(14)는 홀더의 일례이다.
서셉터(14)는 예를 들어 탄화규소나 그래파이트 또는 탄화규소나 탄화탄탈, 파이롤리틱 그래파이트 등으로 코팅한 그래파이트 등의 내열성이 높은 재료로 형성된다.
서셉터(14)는 회전체(16)의 상부에 고정된다. 회전체(16)는 회전축(18)에 고정된다. 서셉터(14)는 간접적으로 회전축(18)에 고정된다.
회전축(18)은 회전 구동 기구(20)에 의해 회전 가능하다. 회전축(18)을 회전시킴으로써 서셉터(14)를 회전시키는 것이 가능하다. 서셉터(14)를 회전시킴으로써, 서셉터(14)에 적재된 웨이퍼 W를 회전시키는 것이 가능하다.
회전 구동 기구(20)에 의해, 예를 들어 웨이퍼 W를 300rpm 이상 3000rpm 이하의 회전 속도로 회전시키는 것이 가능하다. 회전 구동 기구(20)는 예를 들어 모터와 베어링으로 구성된다.
제1 히터(22)는 서셉터(14)의 하방에 마련된다. 제1 히터(22)는 회전체(16) 내에 마련된다. 제1 히터(22)는 서셉터(14)에 보유 지지된 웨이퍼 W를 하방으로부터 가열한다. 제1 히터(22)는 예를 들어 저항 가열 히터이다. 제1 히터(22)는 예를 들어 빗형의 패턴이 실시된 원판상이다.
리플렉터(28)는 제1 히터(22) 아래에 마련된다. 리플렉터(28)와 서셉터(14) 사이에, 제1 히터(22)가 마련된다.
리플렉터(28)는 제1 히터(22)로부터 하방으로 방사되는 열을 반사하여, 웨이퍼 W의 가열 효율을 향상시킨다. 또한, 리플렉터(28)는 리플렉터(28)보다 하방의 부재가 가열되는 것을 방지한다. 리플렉터(28)는 예를 들어 원판상이다. 리플렉터(28)는 예를 들어 탄화규소나 그래파이트 또는 탄화규소나 탄화탄탈, 파이롤리틱 그래파이트 등으로 코팅한 그래파이트 등의 내열성이 높은 재료로 형성된다.
리플렉터(28)는 예를 들어 복수의 지지 기둥(30)에 의해, 고정대(32)에 고정된다. 고정대(32)는 예를 들어 고정축(34)에 의해 지지된다.
회전체(16) 내에는, 서셉터(14)를 회전체(16)로부터 탈착시키기 위해, 밀어 올림 핀(도시하지 않음)이 마련된다. 밀어 올림 핀은, 예를 들어 리플렉터(28) 및 제1 히터(22)를 관통한다.
제2 히터(42)는 후드(40)와 반응실(10)의 내벽 사이에 마련된다. 제2 히터(42)는 서셉터(14)의 상방에 위치한다.
제2 히터(42)는 서셉터(14)에 보유 지지된 웨이퍼 W를 상방으로부터 가열한다. 웨이퍼 W를 제1 히터(22)에 더하여 제2 히터(42)로 가열함으로써, 웨이퍼 W를 탄화규소막의 성장에 필요한 온도, 예를 들어 1500℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 가능하게 된다. 제2 히터(42)는 예를 들어 저항 가열 히터이다.
후드(40)는, 예를 들어 원통 형상이다. 후드(40)는, 제2 히터(42)에 제1 프로세스 가스 G1이나 제2 프로세스 가스 G2가 접하는 것을 방지하는 기능을 구비한다. 후드(40)는, 예를 들어 그래파이트 또는 탄화규소로 코팅한 그래파이트 등의 내열성이 높은 재료로 형성된다.
가스 배출구(44)는 반응실(10)의 저부에 마련된다. 가스 배출구(44)는 웨이퍼 W 표면에서 소스 가스가 반응한 후의 잉여의 부생성물 및 잉여의 프로세스 가스를 반응실(10)의 외부로 배출한다. 가스 배출구(44)는 예를 들어 도시하지 않은 진공 펌프에 접속된다.
또한, 반응실(10)에는, 도시하지 않은 서셉터 출입구 및 게이트 밸브가 마련되어 있다. 서셉터 출입구 및 게이트 밸브에 의해, 웨이퍼 W가 적재된 서셉터(14)를 반응실(10) 안으로 반입하거나, 반응실(10) 밖으로 반출하거나 하는 것이 가능하다.
버퍼실(13)은 반응실(10) 위에 마련된다. 버퍼실(13)에는, 프로세스 가스 G0을 도입하기 위한 가스 공급구(85)가 마련된다. 가스 공급구(85)로부터 도입된 프로세스 가스 G0이 버퍼실(13) 안에 충전된다.
프로세스 가스 G0은, 예를 들어 실리콘(Si)의 소스 가스, 탄소(C)의 소스 가스, n형 불순물인 도펀트 가스, p형 불순물인 도펀트 가스, 실리콘의 클러스터화를 억제하는 어시스트 가스 및 캐리어 가스를 포함하는 혼합 가스이다. 실리콘의 소스 가스는, 예를 들어 실란(SiH4)이다. 탄소의 소스 가스는, 예를 들어 프로판(C3H8)이다. n형 불순물인 도펀트 가스는, 예를 들어 질소 가스이다. p형 불순물인 도펀트 가스는, 예를 들어 트리메틸알루미늄(TMA)이다. 어시스트 가스는, 예를 들어 염화수소(HCl)이다. 캐리어 가스는, 예를 들어 아르곤 가스 또는 수소 가스이다.
복수의 가스 도관(53)은 버퍼실(13)과 반응실(10) 사이에 마련된다. 가스 도관(53)은 버퍼실(13)로부터 반응실(10)을 향하는 제1 방향으로 연장된다. 복수의 가스 도관(53)은 버퍼실(13)로부터 반응실(10)로 프로세스 가스 G0을 공급한다.
도 2는 제1 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 2의 (a)는 상면도, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 AA' 단면도이다.
서셉터(14)는 중심 C2(제2 중심)를 갖는다. 중심 C2는, 예를 들어 서셉터(14)의 외연을 형성하는 원의 중심 위치이다.
서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
내측 영역(50)은 원판 형상이다. 외측 영역(52)은 환상이다.
내측 영역(50) 위에, 원호 부분을 갖는 환상의 지지부(54)가 마련된다. 도 2는 지지부(54)가 원 형상인 경우를 나타낸다. 즉, 도 2는 지지부(54)의 전체가 원호 부분인 경우를 나타낸다. 환상의 지지부(54)는 외측 영역(52)과 이격되어 마련된다.
지지부(54)는 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 웨이퍼 W의 하면을 지지하는 것이 가능하다.
지지부(54)의 내주 단부의 반경은 R3이다. 지지부(54)의 외주 단부의 반경은 R4이다.
도 3은 제1 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 3의 (a)는 도 2의 (a)에 대응하는 상면도, 도 3의 (b)는 도 2의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 3은 서셉터(14)에 웨이퍼 W를 적재한 상태를 나타내는 도면이다. 도 3에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1(제1 중심)과 서셉터(14)의 중심 C2(제2 중심)가 일치하는 경우를 나타낸다.
웨이퍼 W는 막질 보증 영역 Wa와 막질 비보증 영역 Wb를 갖는다. 본 명세서에 있어서, 막질이란, 예를 들어 막 두께나 캐리어 농도, 표면 조도, 결함 밀도, 캐리어의 라이프타임 등이다. 또한, 막질 보증 영역 Wa는, 예를 들어 막 두께나 캐리어 농도, 표면 조도, 결함 밀도, 캐리어의 라이프타임 등이, 웨이퍼 W 상에서 특정 사양을 충족시키고 있는 것을 보증하는 영역이며, 통상은, 웨이퍼 W 상의 중앙 측에 마련된다. 막질 비보증 영역 Wb는, 예를 들어 막 두께나 캐리어 농도, 표면 조도, 결함 밀도, 캐리어의 라이프타임 등이, 웨이퍼 상에서 특정 사양을 충족시키고 있는 것을 보증하지 않는 영역이며, 통상, 웨이퍼 상의 외주 측에 마련된다. 또한, 막질 보증 영역 Wa는, 막 두께나 캐리어 농도, 표면 조도, 결함 밀도, 캐리어의 라이프타임 등의 막질마다 정해지는 경우가 있다. 본 명세서에 있어서도, 모든 막질에 관하여, 막질 보증 영역 Wa가 동등할 필요는 없고, 적어도 어느 하나의 막질에 관하여, 막질 보증 영역 Wa가 정해져 있으면 된다.
웨이퍼 W의 반경을 R1이라 하자. 막질 보증 영역 Wa의 반경을 R2라 하자. R1과 R2의 차분은, 예를 들어 3mm 이상 6mm 이하이다.
웨이퍼 W의 외주 단부와, 외측 영역(52)의 내주 단부 간의 거리(도 3의 (b) 중의 D1)는 예를 들어 0.5mm 이상 3mm 이하이다.
지지부(54)의 내주 단부의 반경 R3은, 예를 들어 웨이퍼 W의 반경 R1의 85％ 이상이다.
웨이퍼 W의 반경 R1, 웨이퍼 W의 막질 보증 영역 Wa의 반경 R2, 지지부(54)의 내주 단부의 반경 R3, 지지부(54)의 외주 단부의 반경 R4 및 거리 D1에 대하여, 하기 식 1, 식 2 및 식 3이 충족된다.
R1-D1>R4 …(식 1)
R2-D1>R3 …(식 2)
R2+D1<R4 …(식 3)
도 4는 제1 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도이다. 도 4는 지지부(54)를 포함하는 내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 단면도이다. 도 4의 (a)는 웨이퍼 W가 적재되어 있지 않은 상태, 도 4의 (b)는 웨이퍼 W의 중심 C1(제1 중심)과 서셉터(14)의 중심 C2(제2 중심)가 일치한 상태로 웨이퍼 W가 적재된 상태를 나타낸다.
외측 영역(52)의 상면(52s)의 위치는, 지지부(54)의 상면(54s)의 위치보다 상방에 있다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W를 적재했을 때, 외측 영역(52)의 상면(52s)의 위치는, 예를 들어 웨이퍼 W의 표면의 위치보다 상방에 있다.
외측 영역(52)의 내주 단부(도 4의 (a) 중의 E3)와, 지지부(54)는 이격되어 있다. 지지부(54)의 외주 단부(도 4의 (a) 중의 E2)와, 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 간의 거리(도 4의 (a) 중의 X)는 예를 들어 2mm 이상 6mm 이하이다.
지지부(54)의 폭(도 4의 (a) 중의 w)은 예를 들어 3mm 이상 10mm 이하이다. 지지부(54)의 폭 w는, 지지부(54)의 외주 단부 E2의 반경 R4와, 지지부(54)의 내주 단부(도 4의 (a) 중의 E1)의 반경 R3의 차분과 동등하다.
지지부(54)의 높이(도 4의 (a) 중의 h)는 예를 들어 0.5mm 이상 3mm 이하이다.
지지부(54)의 높이 h는, 예를 들어 지지부(54)의 폭 w와 동등하거나, 그보다 작다.
도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 막질 보증 영역 Wa의 단부(도 4의 (b) 중의 Ex)는 지지부(54) 위에 있다. 바꿔 말하면, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex는, 지지부(54)의 내주 단부 E1과 지지부(54)의 외주 단부 E2 사이에 있다.
기상 성장 장치(100)를 사용하여, 웨이퍼 W 상에 탄화규소막을 형성하는 경우, 먼저, 웨이퍼 W를 적재한 서셉터(14)를 반응실(10) 안으로 도입한다. 서셉터(14)는 회전체(16) 위에 적재된다.
제1 히터(22) 및 제2 히터(42)를 사용하여 웨이퍼 W를 가열한다. 예를 들어, 웨이퍼 W가 1500℃ 이상이 되도록 가열한다. 버퍼실(13)로부터 복수의 가스 도관(53)을 경유하여, 반응실(10)에 프로세스 가스 G0을 공급한다.
회전 구동 기구(20)를 사용하여, 회전체(16)를 회전시켜, 서셉터(14)를 회전시킨다. 서셉터(14)에 적재된 웨이퍼 W는 서셉터(14)와 함께 회전한다.
회전하는 웨이퍼 W의 표면에 탄화규소막이 형성된다.
다음으로, 제1 실시 형태의 기상 성장 장치의 작용 및 효과에 대하여 설명한다.
도 5는 제1 비교예의 홀더의 모식도이다. 도 5의 (a)는 상면도, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 BB' 단면도이다.
제1 비교예의 서셉터(64)는 중심 C2를 갖는다. 서셉터(64)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
제1 비교예의 서셉터(64)는 지지부(54)를 구비하지 않는다는 점에서, 제1 실시 형태의 서셉터(14)와 다르다.
도 6은 제1 비교예의 홀더의 모식도이다. 도 6의 (a)는 도 5의 (a)에 대응하는 상면도, 도 6의 (b)는 도 5의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 6은 서셉터(64)에 웨이퍼 W를 적재한 상태를 나타내는 도면이다. 도 6에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(64)의 중심 C2가 일치하는 경우를 나타낸다.
도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 이면의 전체면이 서셉터(64)의 표면에 접한다.
도 7은 제1 비교예의 홀더의 제1 문제점의 설명도이다. 도 7은 제1 비교예의 홀더의 모식도이다. 도 7의 (a)는 도 6의 (a)에 대응하는 상면도, 도 6의 (b)는 도 6의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 7에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(64)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우를 나타낸다. 바꿔 말하면, 도 7은 웨이퍼 W가 서셉터(64)의 중심 C2로부터 어긋난 경우를 나타낸다.
웨이퍼 W의 표면에 탄화규소막을 형성할 때, 서셉터(64)의 내측 영역(50) 중, 웨이퍼 W로 덮여 있지 않은 영역에, 부생성물(66)이 형성되는 경우가 있다. 부생성물(66)은 예를 들어 탄화규소를 포함한다.
예를 들어, 도 7에 나타내는 바와 같이, 부생성물(66) 위에 웨이퍼 W가 올라앉으면, 웨이퍼 W의 이면의 일부가 서셉터(64)의 내측 영역(50)의 표면으로부터 떨어진다. 웨이퍼 W의 이면의 일부가 서셉터(64)의 내측 영역(50)의 표면으로부터 떨어짐으로써, 웨이퍼 W의 표면의 온도의 변동이 커진다. 따라서, 탄화규소막의 막질의 균일성이 저하된다.
또한, 부생성물(66) 위에 웨이퍼 W가 올라앉으면, 예를 들어 웨이퍼 W의 이면에 부생성물(66)이 부착된다. 웨이퍼 W의 이면에 부생성물(66)이 부착되면, 웨이퍼 W의 이면의 평탄성이 손상되어, 탄화규소막 형성 후의 제조 공정에서 문제가 생길 우려가 있다. 예를 들어, 포토리소그래피 공정에서 디포커스가 생길 우려가 있다.
또한, 부생성물(66) 위에 웨이퍼 W가 올라앉는 현상은, 회전하고 있는 웨이퍼 W에 작용하는 원심력에 의해, 한창 탄화규소막을 형성하고 있는 중에 웨이퍼 W가 서셉터 상에서 어긋나거나, 반송 편차 등에 의해, 서셉터 상에서의 웨이퍼 W의 적재 위치가 웨이퍼 간에 다르거나 함으로써 발생한다.
도 8은 제1 비교예의 홀더의 제2 문제점의 설명도이다. 도 8은 제1 비교예의 홀더의 모식도이다. 도 8의 (a)는 도 6의 (a)에 대응하는 상면도, 도 8의 (b)는 도 6의 (b)에 대응하는 단면도이다.
웨이퍼 W의 표면에 탄화규소막을 형성할 때, 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 표면과 이면 사이의 온도차로, 웨이퍼 W가 오목형으로 변형되는 경우가 있다. 이 경우, 웨이퍼 W의 이면과 서셉터(64)의 내측 영역(50)의 표면 사이에 생긴 간극에 프로세스 가스가 돌아 들어가서, 서셉터(64)의 내측 영역(50)의 표면에 부생성물(66)이 형성되는 경우가 있다. 또한, 웨이퍼 W의 이면에 직접 탄화규소막이 형성되는 경우도 있다.
예를 들어, 서셉터(64)의 내측 영역(50)의 표면에 형성된 부생성물(66)이 웨이퍼 W의 이면에 부착된다. 웨이퍼 W의 이면에 부생성물(66)이 부착되면, 웨이퍼 W의 이면의 평탄성이 손상되어, 탄화규소막 형성 후의 제조 공정에서 문제가 생길 우려가 있다. 또한, 웨이퍼 W의 이면에 직접 탄화규소막이 형성되는 경우도, 평탄한 막이 되지 않고, 웨이퍼 W의 이면의 평탄성이 손상되어, 탄화규소막 형성 후의 제조 공정에서 문제가 생길 우려가 있다.
또한, 웨이퍼 W가 오목형으로 변형된 경우, 웨이퍼 W의 이면과 지지부(54) 사이가, 특히 웨이퍼 W의 중심 측에서 점접촉이 되어, 웨이퍼 W가 서셉터(64)의 회전에 추종하지 않게 되거나, 웨이퍼 W의 중심 측이 적극적으로 가열되어, 웨이퍼 W의 온도 분포의 악화를 초래하거나 할 우려도 있다.
또한, 도 8에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(64)의 중심 C2가 일치하는 경우를 예로서 나타내고 있다. 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(64)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우, 바꿔 말하면, 웨이퍼 W가 서셉터(64)의 중심 C2로부터 어긋난 경우에도, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(64)의 중심 C2가 일치하는 경우와 마찬가지의 문제가 생길 우려가 있다.
도 9는 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 9는 제1 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 9의 (a)는 상면도, 도 9의 (b)는 단면도이다. 도 9의 (b)는 도 3의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 9에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우를 나타낸다. 바꿔 말하면, 도 9는 웨이퍼 W가 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우를 나타낸다.
도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 서셉터(14)에서는, 웨이퍼 W가 지지부(54)로 지지된다. 따라서, 서셉터(64)의 내측 영역(50) 중, 웨이퍼 W로 덮여 있지 않은 영역에 부생성물(66)이 형성되어도, 부생성물(66)과 웨이퍼 W의 이면은 접하지 않는다. 따라서, 제1 비교예와 같이, 부생성물(66) 위에 웨이퍼 W가 올라앉음으로써, 탄화규소막의 막질의 균일성이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 부생성물(66) 위에 웨이퍼 W가 올라앉음으로써, 웨이퍼 W의 이면에 부생성물(66)이 부착될 일은 없다. 따라서, 탄화규소막 형성 후의 제조 공정에서 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다.
도 10은 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 10은 제1 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 10의 (a)는 상면도, 도 10의 (b)는 단면도이다. 도 10의 (b)는 도 3의 (b)에 대응하는 단면도이다.
웨이퍼 W의 표면에 탄화규소막을 형성할 때, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 표면과 이면 사이의 온도차로, 웨이퍼 W가 오목형으로 변형되는 경우가 있다.
도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 실시 형태의 서셉터(14)에서는, 웨이퍼 W가 지지부(54)로 지지된다. 이 때문에, 웨이퍼 W의 이면과 서셉터(14) 사이에, 프로세스 가스가 돌아 들어가는 간극이 생기기 어렵다. 따라서, 웨이퍼 W가 오목형으로 변형된 경우에도, 제1 비교예와 같은, 웨이퍼 W의 이면과 서셉터(64)의 표면 사이에 프로세스 가스가 돌아 들어가는 것을 억제한다.
따라서, 웨이퍼 W의 이면에 형성된 부생성물(66)이 부착되는 것도 억제된다. 또한, 웨이퍼 W의 이면에 직접 탄화규소막이 형성되는 것도 억제된다. 따라서, 탄화규소막 형성 후의 제조 공정에서 문제가 생기는 것을 억제할 수 있다.
또한, 도 10에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하는 경우를 예로서 나타내고 있다. 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우, 바꿔 말하면, 웨이퍼 W가 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우에도, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하는 경우와 마찬가지의 효과가 얻어진다.
도 11은 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 11은 제1 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 11의 (a)는 상면도, 도 11의 (b)는 단면도이다. 도 11의 (b)는 도 3의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 11에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우를 나타낸다. 바꿔 말하면, 도 11은 웨이퍼 W가 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우를 나타낸다. 도 11은 웨이퍼 W의 중심 C1이 서셉터(14)의 중심 C2에서, 도면의 우측 방향으로 어긋난 경우를 나타낸다.
도 12는 제1 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 12는 제1 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 12의 (a)는 상면도, 도 12의 (b)는 단면도이다. 도 12의 (b)는 도 3의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 12에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우를 나타낸다. 바꿔 말하면, 도 12는 웨이퍼 W가 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우를 나타낸다. 도 12는 웨이퍼 W의 중심 C1이 서셉터(14)의 중심 C2에서, 도면의 좌측 방향으로 어긋난 경우를 나타낸다.
제1 실시 형태의 서셉터(14)에서는, 웨이퍼 W의 반경 R1, 지지부(54)의 외주 단부의 반경 R4 및 거리 D1에 대하여, 하기 식 1이 충족된다.
R1-D1>R4 …(식 1)
식 1은 웨이퍼 W의 중심 C1이 서셉터(14)의 중심 C2에서, D1만큼 한 방향으로 어긋난 경우에도, 어긋남의 방향과는 반대 측의 웨이퍼 W의 단부는, 지지부(54)의 외주 단부 E2보다 외측 영역(52) 측에 위치함을 의미한다. 따라서, 도 11의 (b) 및 도 12의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 중심 C1이 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우에도, 지지부(54)의 상면(54s)이 노출되지 않는다.
웨이퍼 W의 이면과 지지부(54) 사이에서는, 열전도에 의해 웨이퍼 W와 지지부(54) 사이에서의 열교환이 행해진다. 즉, 웨이퍼 W로부터 지지부(54)로의 열의 유입 또는 웨이퍼 W로부터 지지부(54)로의 열의 유출이 발생한다. 예를 들어, 웨이퍼 W의 온도가 지지부(54)의 온도보다 낮은 경우, 웨이퍼 W로부터 지지부(54)로의 열의 유입이 발생한다. 한편, 웨이퍼 W의 온도가 지지부(54)의 온도보다 높은 경우, 웨이퍼 W로부터 지지부(54)로의 열의 유출이 발생한다.
가령 지지부(54)의 상면(54s)이 노출되면, 웨이퍼 W의 이면에 접하는 지지부(54)의 면적이 웨이퍼 W의 위치에 따라 변화한다. 예를 들어, 지지부(54)의 상면(54s)이 노출된 부분의 근방의 웨이퍼 W 위치에서는, 지지부(54)의 상면(54s)이 노출되지 않은 부분의 근방의 웨이퍼 W 위치보다 열교환의 정도가 저하된다.
이 때문에, 웨이퍼 W와 지지부(54) 사이에서의 열교환의 정도가 웨이퍼 W의 위치에 따라 변동하게 된다. 따라서, 웨이퍼 W의 온도의 균일성이 저하된다. 제1 실시 형태의 서셉터(14)에서는, 지지부(54)의 상면(54s)이 노출되지 않기 때문에, 웨이퍼 W의 온도의 균일성의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태의 서셉터(14)에서는, 지지부(54)의 상면(54s)이 노출되지 않기 때문에, 웨이퍼 W의 표면에 탄화규소막을 형성할 때, 지지부(54)의 상면(54s)에 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 부생성물(66) 위에 웨이퍼 W가 올라앉음으로써, 웨이퍼 W의 이면에 부생성물(66)이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
제1 실시 형태의 기상 성장 장치(100)는 제2 히터(42)를 구비하고, 서셉터(14)에 적재된 웨이퍼 W를 상방으로부터 가열한다. 제2 히터(42)는 서셉터(14)에 적재된 웨이퍼 W를 서셉터(14)의 외주 측으로부터 가열한다.
외측 영역(52)은 제2 히터(42)에 가까워, 탄화규소막의 형성 중에 온도가 높아지기 쉽다. 이 때문에, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 어긋나, 웨이퍼 W가 외측 영역(52)에 접촉한 경우, 웨이퍼 W의 외측 영역(52)과 접하는 부분이 다른 부분보다 고온이 되는 경우가 있다. 이러한 경우, 웨이퍼 W의 외측 영역(52)과 접하는 부분의 주변에 있어서, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방이 고온이 되기 쉽다. 즉, 고온이 된 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방에 있어서, 막질의 편차가 생기기 쉽다.
그러나, 제1 실시 형태의 서셉터(14)는 지지부(54)의 외주 단부 E2와, 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 간의 거리 X가 6mm 이하이다. 제1 실시 형태의 서셉터(14)는 거리 X가 6mm보다 큰 경우와 비교하여, 웨이퍼 W의 외측 영역(52)과 접하는 부분과 지지부(54) 간의 거리가 가깝기 때문에, 웨이퍼 W의 외측 영역(52)과 접하는 부분으로부터, 웨이퍼 W의 이면에 접하는 지지부(54)로, 웨이퍼 W를 경유하여, 열을 유출시키기 쉽다.
또한, 제1 실시 형태의 서셉터(14)는 지지부(54)의 폭 w가 3mm 이상이다. 제1 실시 형태의 서셉터(14)는 지지부(54)의 폭 w가 3mm 미만인 경우와 비교하여, 접촉 면적이 크기 때문에 열교환이 촉진된다.
이러한 점으로부터, 웨이퍼 W의 외측 영역(52)과 접하는 부분의 주변에 있어서, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방이 고온화되는 것을 억제할 수 있다. 즉, 웨이퍼 W의 막질 보증 영역 Wa에서의 온도의 균일성이 향상된다.
도 13은 제2 비교예의 홀더의 모식도이다. 도 13의 (a)는 상면도, 도 13의 (b)는 단면도이다.
도 13은 서셉터(74)에 웨이퍼 W를 적재한 상태를 나타내는 도면이다. 도 13에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(64)의 중심 C2가 일치하는 경우를 나타낸다.
제2 비교예의 서셉터(74)는 웨이퍼 W의 막질 보증 영역 Wa의 반경 R2, 지지부(54)의 내주 단부의 반경 R3, 지지부(54)의 외주 단부의 반경 R4 및 거리 D1에 대하여, 하기 식 2 및 식 3이 충족되지 않는다는 점에서 제1 실시 형태의 서셉터(14)와 다르다.
R2-D1>R3 …(식 2)
R2+D1<R4 …(식 3)
제2 비교예의 서셉터(74)는 하기 식 2' 및 식 3'을 충족시킨다.
R2-D1<R3 …(식 2')
R2+D1>R4 …(식 3')
도 14는 제2 비교예의 홀더의 확대 모식 단면도이다. 도 14는 지지부(54)를 포함하는 내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 단면도이다. 도 14의 (a)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 내측, 즉 도면 중에서 좌측 방향으로 D1 어긋난 상태, 도 14의 (b)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측, 즉 도면 중에서 우측 방향으로 D1 어긋난 상태를 나타낸다.
식 2'은, 도 14의 (a)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 임의의 단부가 서셉터(14)에 대하여 내측으로 D1만큼 어긋난 경우, 막질 보증 영역 Wa의 단부(도 14 중의 Ex)는 지지부(54)의 내주 단부 E1보다 서셉터(74)의 중심 측에 위치함을 의미한다. 또한, 식 3'은, 도 14의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측으로 D1 어긋난 경우, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex는, 지지부(54)의 외주 단부 E2보다 서셉터(74)의 외주 측에 위치함을 의미한다.
막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex가, 지지부(54)로부터 벗어남으로써, 웨이퍼 W의 면내의 막질의 균일성이 저하된다. 이것은, 지지부(54)와 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방 사이의 열교환이 불충분하기 때문에, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방의 온도가 변동하기 쉬워, 웨이퍼 W의 면내의 온도 균일성이 저하되기 때문이라고 생각된다.
도 15는 제1 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도이다. 도 15는 지지부(54)를 포함하는 내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 단면도이다. 도 15의 (a)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 내측, 즉 도면 중에서 좌측 방향으로 D1 어긋난 상태, 도 15의 (b)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측, 즉 도면 중에서 우측 방향으로 D1 어긋난 상태를 나타낸다.
제1 실시 형태의 서셉터(14)는 하기 식 2 및 식 3을 충족시킨다.
R2-D1>R3 …(식 2)
R2+D1<R4 …(식 3)
식 2는 도 15의 (a)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 임의의 단부가 서셉터(14)에 대하여 내측으로 D1만큼 어긋난 경우, 막질 보증 영역 Wa의 단부(도 15 중의 Ex)는 지지부(54)의 내주 단부 E1보다 서셉터(14)의 외주 측에 위치함을 의미한다. 즉, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex는 지지부(54) 위에 있음을 의미한다.
또한, 식 3은 도 15의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측으로 D1 어긋난 경우, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex는, 지지부(54)의 외주 단부 E2보다 서셉터(14)의 내주 측에 위치함을 의미한다. 즉, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex는 지지부(54) 위에 있음을 의미한다.
제1 실시 형태의 서셉터(14)는 웨이퍼 W가 서셉터(14)에 대하여 어긋난 경우에도, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex가 항상 지지부(54) 위에 있다. 따라서, 지지부(54)와 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방 사이의 열교환이 촉진된다. 따라서, 웨이퍼 W의 면내의 막질의 균일성이 향상된다.
웨이퍼 W의 반경 R1과 막질 보증 영역 Wa의 반경 R2의 차분은, 3mm 이상 6mm 이하인 것이 바람직하다. 상기 차분이 3mm 이상임으로써, 웨이퍼 W의 막질 보증이 용이해진다. 또한, 상기 차분이 6mm 이하임으로써, 웨이퍼 W의 면내에서의 막질 보증 영역 Wa가 차지하는 비율이 커진다.
웨이퍼 W의 외주 단부와, 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 간의 거리 D1은, 0.5mm 이상 3mm 이하인 것이 바람직하다. 거리 D1이 0.5mm 이상이 됨으로써, 반송 로봇 등을 사용하여, 웨이퍼 W를 서셉터(14)에 적재하는 것이 용이해진다. 또한, 거리 D1이 3mm 이하가 됨으로써, 웨이퍼 W의 외주 단부와, 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 사이로부터 프로세스 가스가 돌아 들어가서, 지지부(54)와 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 사이에 부생성물이 형성되는 것이 억제되기 쉬워진다.
예를 들어, 지지부(54)와 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 사이에 부생성물이 형성된 경우, 부생성물이 승화하여, 웨이퍼 W의 이면에 재부착될 우려가 있다. 부생성물의 승화에 의한 웨이퍼 W에의 재부착을 억제하는 관점에서, 지지부(54)와 외측 영역(52)의 내주 단부 E3 사이의 부생성물의 형성을 억제하는 것이 바람직하다.
지지부(54)의 내주 단부 E1의 반경 R3은, 웨이퍼 W의 반경 R1의 85％ 이상인 것이 바람직하다. 반경 R3을 반경 R1의 85％ 이상으로 함으로써 지지부(54)가 웨이퍼 W의 외주부의 이면을 보유 지지할 수 있다. 따라서, 예를 들어 웨이퍼 W가 오목형으로 변형된 경우에, 웨이퍼 W의 이면과 지지부(54) 사이가 점접촉이 되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 W가 서셉터(14)의 회전에 추종하지 않게 되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼 W의 이면과 지지부(54) 사이가 점접촉이 되는 것에 수반되는, 웨이퍼 W의 면내의 온도 분포의 악화를 억제할 수 있다. 또한, 웨이퍼 W가 오목형으로 변형된 경우에, 웨이퍼 W의 이면과 지지부(54) 사이에 프로세스 가스가 돌아 들어가서, 부생성물이 형성되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 반경 R3을 반경 R1의 85％ 이상으로 함으로써 지지부(54)의 외주 단부 E2의 외측에 노출되는 웨이퍼 W의 이면의 면적을 작게 할 수 있다. 따라서, 웨이퍼 W의 이면으로 프로세스 가스가 돌아 들어가는 것에 의한 부생성물의 부착을 억제할 수 있다.
서셉터(14)에 웨이퍼 W를 적재했을 때, 외측 영역(52)의 상면(52s)의 위치는, 예를 들어 웨이퍼 W의 표면의 위치보다 상방에 있는 것이 바람직하다. 서셉터(14)의 회전 중에 웨이퍼 W가 서셉터(14)로부터 벗어나는 것을 억제할 수 있다.
지지부(54)의 높이 h는, 0.5mm 이상 3mm 이하인 것이 바람직하다. 높이 h가 0.5mm보다 작은 경우에는, 웨이퍼 W와 내측 영역 간의 거리가 가깝기 때문에, 웨이퍼의 약간의 휨에 대하여, 웨이퍼 W의 면내에서의 온도 분포가 영향을 받기 쉽다. 즉, 웨이퍼 W의 휨의 편차에 의해, 웨이퍼 W의 온도 분포의 웨이퍼 간 차이가 생기기 쉬워, 막질의 재현성의 악화의 원인이 되기 쉽다. 또한, 웨이퍼 W의 무게 중심을 회전 중심에 완전히 일치시키는 것은 곤란하기 때문에, 웨이퍼 W에 원심력이 작용한다. 따라서, 높이 h를 3mm보다 크게 하면, 외측 영역(52)의 내주 단부에 작용하는 모멘트가 커진다. 그 결과, 웨이퍼 W의 원심력이 작용하는 방향과는 반대 측에서, 서셉터(14)가 약간 들뜨거나 하여 진동을 발생시켜, 웨이퍼 W가 서셉터로부터 벗어나 버리거나, 막질의 재현성의 악화가 야기되기 쉬워진다.
지지부(54)의 폭 w는, 10mm 이하인 것이 바람직하다. 폭 w를 10mm 이하로 함으로써, 웨이퍼 W가 오목형으로 변형된 경우에, 웨이퍼 W의 이면과 지지부(54) 사이에 프로세스 가스가 돌아 들어가서, 부생성물이 형성되는 것을 억제하기 쉬워진다.
이상, 제1 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태의 기상 성장 장치는, 내측 영역은 원판 형상이 아니라, 원환 형상이라는 점에서 제1 실시 형태와 다르다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 16은 제2 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 16의 (a)는 상면도, 도 16의 (b)는 도 16의 (a)의 CC' 단면도이다.
서셉터(14)는 중심 C2를 갖는다. 서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
내측 영역(50)은 원환 형상이다. 내측 영역(50)의 중심부에 개구부가 존재한다. 외측 영역(52)은 환상이다.
이상, 제2 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
(제3 실시 형태)
제3 실시 형태의 기상 성장 장치는, 홀더의 외측 영역의 내주 측에 복수의 볼록부를 갖는다는 점에서, 제1 실시 형태의 기상 성장 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 17은 제3 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 17의 (a)는 상면도, 도 17의 (b)는 도 17의 (a)의 DD' 단면도이다.
서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
서셉터(14)는 외측 영역(52)의 내주 측에, 복수의 볼록부(55)를 갖는다.
도 18은 제3 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 18의 (a)는 도 17의 (a)에 대응하는 상면도, 도 18의 (b)는 도 17의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 18은 서셉터(14)에 웨이퍼 W를 적재한 상태를 나타내는 도면이다. 도 18에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하는 경우를 나타낸다.
도 19는 제3 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 19는 제3 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 19의 (a)는 상면도, 도 19의 (b)는 단면도이다. 도 19의 (b)는 도 18의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 19에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하지 않는 경우를 나타낸다. 바꿔 말하면, 도 19는 웨이퍼 W가 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우를 나타낸다.
웨이퍼 W가 서셉터(14)의 중심 C2로부터 어긋난 경우, 웨이퍼 W의 외주는 볼록부(55)에서 외측 영역(52)과 접촉한다. 따라서, 웨이퍼 W의 외주와 외측 영역(52)의 접촉 면적이, 예를 들어 제1 실시 형태의 서셉터(14)의 경우와 비교하여 작아진다. 따라서, 외측 영역(52)으로부터의 열의 유입이 억제되어, 웨이퍼 W의 온도의 균일성이 향상된다.
이상, 제3 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 비교하여, 더욱 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 더욱 향상된다.
(제4 실시 형태)
제4 실시 형태의 기상 성장 장치는, 홀더의 외측 영역이, 탄소를 포함하는 제1 부재와, 제1 부재 위에 마련되어, 제1 부재와 분리 가능하며 적어도 표면이 탄화규소를 포함하는 제2 부재를 포함한다는 점에서, 제1 실시 형태의 기상 성장 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 20은 제4 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 20의 (a)는 상면도, 도 20의 (b)는 도 20의 (a)의 EE' 단면도이다.
도 21은 제4 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도이다. 도 21은 지지부(54)를 포함하는 내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 단면도이다. 도 21의 (a)는 웨이퍼 W가 적재되어 있지 않은 상태, 도 21의 (b)는 웨이퍼 W가 적재된 상태를 나타낸다.
서셉터(14)는 중심 C2를 갖는다. 서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
외측 영역(52)은 제1 부재(56)와 제2 부재(58)를 포함한다. 제2 부재(58)는 제1 부재(56) 위에 적재된다. 제2 부재(58)는 원환 형상이다.
제1 부재(56)의 외주 단부에 상방으로 돌출된 외주 고정부(56a)가 마련된다. 외주 고정부(56a)는 제2 부재(58)를 둘러싼다. 외주 고정부(56a)에 의해, 제1 부재(56) 위에 적재된 제2 부재(58)가 횡방향으로 고정된다. 제2 부재(58)와 제1 부재(56)는 분리 가능하다. 또한, 제2 부재(58)의 상부가 제1 부재(56)의 측으로 연장되고, 제1 부재(56) 위에 제2 부재의 외측으로 연장된 상부가 적재되는 구조여도 상관없다.
제1 부재(56)와 제2 부재(58)의 경계는, 예를 들어 웨이퍼 W의 상면보다 하방에 있다. 따라서, 웨이퍼 W가 외측으로 D1 어긋난 경우, 웨이퍼 W의 일부는, 제2 부재(58)의 일부에 접한다.
제1 부재(56)와 제2 부재(58)는, 상이한 재료로 형성된다. 제1 부재(56)는 탄소(C)를 포함한다. 제2 부재(58)는 탄화규소를 포함한다. 제2 부재(58)의 적어도 표면이 탄화규소를 포함한다. 제2 부재(58)는 예를 들어 다결정의 탄화규소이다. 제2 부재(58)는 예를 들어 3C-SiC이다.
웨이퍼 W에 막을 형성할 때, 외측 영역(52)의 상면(52s)에 부생성물이 형성된다. 제2 부재(58)를 제1 부재(56)와 분리 가능하게 함으로써, 서셉터(14)의 클리닝이 용이해진다.
외측 영역(52)의 상면(52s)에 형성되는 부생성물이, 서셉터(14)의 온도 변화에 의한 응력의 인가에 의해, 상면(52s)으로부터 박리되는 경우를 생각할 수 있다. 부생성물이 박리되면, 반응실(10) 내의 더스트가 증가하여, 형성되는 막의 막질이 저하되기 쉽다. 또한, 외측 영역(52)의 상면(52s)에 형성되는 부생성물에 의해, 서셉터(14)에 큰 응력이 발생하여, 서셉터(14)가 휘어 버리는 경우가 있다. 서셉터(14)가 휘어 버리면, 웨이퍼 W의 온도 분포가 나빠져, 형성되는 막의 막질의 균일성이 저하되기 쉬워진다.
예를 들어, 탄화규소막을 형성하는 경우, 상면(52s)에 형성되는 부생성물의 주성분은 탄화규소이다. 제2 부재(58)의 표면이 탄화규소를 포함함으로써, 제2 부재(58)와 부생성물의 열팽창 계수가 가까워진다. 따라서, 상면(52s)으로부터의 부생성물의 박리가 억제되어, 형성되는 막의 막질이 향상되기 쉬워진다. 또한, 부생성물에 의한 서셉터(14)의 휨도 억제되어, 형성되는 막의 막질의 균일성이 향상되기 쉬워진다.
도 22는 제4 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도이다. 도 22는 지지부(54)를 포함하는 내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 단면도이다. 도 22의 (a)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 내측, 즉 도면 중에서 좌측 방향으로 D1 어긋난 상태, 도 22의 (b)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측, 즉 우측 방향으로 D1 어긋난 상태를 나타낸다.
제4 실시 형태의 서셉터(14)는 웨이퍼 W가 서셉터(14)에 대하여 어긋난 경우에도, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex가 항상 지지부(54) 위에 있다. 따라서, 지지부(54)와 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방 사이의 열교환이 촉진된다. 따라서, 웨이퍼 W의 면내의 막질의 균일성이 향상된다.
도 22의 (b)에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측으로 D1 어긋난 경우, 웨이퍼 W는 제2 부재(58)에 접한다.
제1 부재(56)와 제2 부재(58)는, 상이한 재료로 형성된다. 이 때문에, 제1 부재(56)와 제2 부재(58)의 경계가 열저항이 된다. 따라서, 제2 부재(58)가 제2 히터(42)로 가열되어 고온이 된 경우, 제2 부재(58)로부터 제1 부재(56)로의 열 유입이 억제된다. 따라서, 예를 들어 제1 부재(56)와 제2 부재(58)가 동일 재료로 형성되는 경우에 비해, 제2 부재(58)가 고온이 되기 쉽다. 따라서, 웨이퍼 W의 제2 부재(58)와 접하는 부분으로부터 유입되는 열에 의해, 웨이퍼 W의 제2 부재(58)와 접하는 부분의 주변에 있어서, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방이 고온이 되기 쉽다.
제4 실시 형태의 서셉터(14)에서는, 웨이퍼 W의 제2 부재(58)와 접하는 부분으로부터, 웨이퍼 W의 이면에 접하는 지지부(54)로, 웨이퍼 W를 경유하여, 열을 유출시키기 쉽다. 따라서, 웨이퍼 W의 제2 부재(58)와 접하는 부분의 주변에 있어서, 막질 보증 영역 Wa의 단부 Ex 근방이 고온이 되는 것을 억제하기 쉽다.
이상, 제4 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
(제5 실시 형태)
제5 실시 형태의 기상 성장 장치는, 홀더의 외측 영역의 제1 부재의 내주 단부에, 상방으로 돌출된 내주 고정부가 마련된다는 점에서, 제4 실시 형태의 기상 성장 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태 및 제4 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 23은 제5 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 23의 (a)는 상면도, 도 23의 (b)는 도 23의 (a)의 FF' 단면도이다.
도 24는 제5 실시 형태의 홀더의 확대 모식 단면도이다. 도 24는 지지부(54)를 포함하는 내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 단면도이다. 도 24의 (a)는 웨이퍼 W가 적재되어 있지 않은 상태, 도 24의 (b)는 웨이퍼 W가 적재된 상태를 나타낸다.
서셉터(14)는 중심 C2를 갖는다. 서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
외측 영역(52)은 제1 부재(56)와 제2 부재(58)를 포함한다. 제2 부재(58)는 제1 부재(56) 위에 적재된다. 제2 부재(58)는 원환 형상이다.
제1 부재(56)의 외주 단부에 상방으로 돌출된 외주 고정부(56a)가 마련된다. 외주 고정부(56a)는 제2 부재(58)를 둘러싼다.
또한, 제1 부재(56)의 내주 단부에 상방으로 돌출된 내주 고정부(56b)가 마련된다. 제2 부재(58)는 내주 고정부(56b)를 둘러싼다.
내주 고정부(56b)와 외주 고정부(56a)에 의해, 제1 부재(56) 위에 적재된 제2 부재(58)가 횡방향으로 고정된다. 제2 부재(58)와 제1 부재(56)는 분리 가능하다. 또한, 제2 부재(58)의 상부가 외주 고정부(56a) 측으로 연장되고, 외주 고정부(56a) 위에 제2 부재(58)의 외측으로 연장된 상부가 적재되는 구조여도 상관없다.
제5 실시 형태의 서셉터(14)는 웨이퍼 W의 임의의 단부가 외측으로 D1만큼 어긋난 경우에도, 웨이퍼 W는 직접 제2 부재(58)에 접할 일은 없다. 따라서, 제2 부재(58)가 제2 히터(42)로 가열되어 고온이 된 경우에도, 제2 부재(58)로부터 웨이퍼 W로의 열의 유입이 억제된다. 따라서, 제4 실시 형태의 서셉터(14)를 사용하는 경우와 비교하여, 웨이퍼 W의 온도의 균일성이 유지된다.
이상, 제5 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
(제6 실시 형태)
제6 실시 형태의 기상 성장 장치는, 홀더가, 베이스부와, 베이스부 위의 분리 가능한 탈착부를 갖는다는 점에서, 제4 실시 형태의 기상 성장 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태 및 제4 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 25는 제6 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 25의 (a)는 상면도, 도 25의 (b)는 도 25의 (a)의 GG' 단면도이다.
서셉터(14)는 중심 C2를 갖는다. 서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
서셉터(14)는 베이스부(60)와, 탈착부(62)를 포함한다. 탈착부(62)는 베이스부(60) 위에 마련된다. 탈착부(62)는 베이스부(60)로부터 분리 가능하다.
내측 영역(50)의 일부와 외측 영역(52)의 일부가 베이스부(60)에 포함된다. 내측 영역(50)의 다른 일부가 탈착부(62)에 포함된다.
베이스부(60)와 탈착부(62)는 예를 들어 동일한 재료로 형성된다. 또한, 베이스부(60)와 탈착부(62)는 예를 들어 상이한 재료로 형성된다.
외측 영역(52)은 제1 부재(56)와 제2 부재(58)를 포함한다. 제2 부재(58)의 일부는 베이스부(60) 위에 적재된다. 제2 부재(58)의 다른 일부는, 탈착부(62) 위에 적재된다. 제2 부재(58)는 원환 형상이다.
제6 실시 형태의 서셉터(14)는 베이스부(60)와 분리 가능한 탈착부(62)를 가짐으로써, 메인터넌스가 용이해진다.
이상, 제6 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
(제7 실시 형태)
제7 실시 형태의 기상 성장 장치는, 기판은 오리엔테이션 플랫을 갖고, 지지부는 기판이 홀더에 적재된 경우에 오리엔테이션 플랫을 따르는 직선 부분을 갖고, 직선 부분에 대향하는 외측 영역의 내주 단부는, 직선 형상이라는 점에서, 제1 실시 형태의 기상 성장 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 26은 제7 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 26의 (a)는 상면도, 도 26의 (b)는 도 26의 (a)의 HH' 단면도이다.
도 27은 제7 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 27의 (a)는 도 26의 (a)에 대응하는 상면도, 도 27의 (b)는 도 26의 (b)에 대응하는 단면도이다.
도 27은 서셉터(14)에 웨이퍼 W를 적재한 상태를 나타내는 도면이다. 도 27에서는, 웨이퍼 W의 중심 C1과 서셉터(14)의 중심 C2가 일치하는 경우를 나타낸다.
웨이퍼 W는 오리엔테이션 플랫 OF를 갖는다. 오리엔테이션 플랫 OF는, 웨이퍼 W의 결정 방위를 나타내기 위해 웨이퍼 W의 외주에 마련되는 직선부이다.
서셉터(14)는 내측 영역(50)과 외측 영역(52)을 포함한다. 외측 영역(52)은 내측 영역(50)을 둘러싼다. 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 외측 영역(52)은 웨이퍼 W를 둘러싼다.
내측 영역(50)은 원판 형상이다. 외측 영역(52)은 환상이다.
내측 영역(50) 위에, 환상의 지지부(54)가 마련된다. 환상의 지지부(54)는 원호 부분(54a)과, 직선 부분(54b)을 포함한다.
지지부(54)는 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 웨이퍼 W의 하면을 지지하는 것이 가능하다. 직선 부분(54b)은 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 오리엔테이션 플랫 OF를 따르고 있다. 직선 부분(54b)이 오리엔테이션 플랫 OF를 따른 웨이퍼 W의 하면을 지지한다.
지지부(54)의 직선 부분(54b)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b)는 직선 형상이다. 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b)는 서셉터(14)에 웨이퍼 W가 적재된 경우에, 오리엔테이션 플랫 OF를 따르고 있다.
지지부(54)의 원호 부분(54a)의 폭(도 26의 (a) 중의 w1)과, 지지부(54)의 직선 부분(54b)의 폭(도 26의 (a) 중의 w2)은 예를 들어 동등하다.
직선 부분(54b)과, 직선 부분(54b)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b) 간의 거리(도 26의 (b) 중의 X2)는 예를 들어 원호 부분(54a)과, 원호 부분(54a)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 다른 일부(52a) 간의 거리(도 26의 (b) 중의 X1)와 동등하다.
또한, 웨이퍼 W의 외주 단부와, 원호 부분(54a)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 다른 일부(52a) 간의 거리(도 27의 (b) 중의 D1)는 예를 들어 웨이퍼 W의 외주 단부와, 직선 부분(54b)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b) 간의 거리(도 27의 (b) 중의 D2)와 동등하다.
제7 실시 형태의 서셉터(14)에 의하면, 웨이퍼 W가 오리엔테이션 플랫 OF를 갖는 경우에도, 웨이퍼 W의 온도의 균일성이 유지된다.
이상, 제7 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
(제8 실시 형태)
제8 실시 형태의 기상 성장 장치는, 직선 부분의 외주 단부와 외측 영역의 내주 단부 간의 거리는, 원호 부분의 외주 단부와 외측 영역의 내주 단부 간의 거리보다 크다는 점에서, 제7 실시 형태의 기상 성장 장치와 다르다. 이하, 제1 실시 형태 및 제7 실시 형태와 중복되는 내용에 대해서는 일부 기술을 생략한다.
도 28은 제8 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 28의 (a)는 상면도, 도 28의 (b)는 도 28의 (a)의 II' 단면도이다.
직선 부분(54b)과, 직선 부분(54b)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b) 간의 거리(도 28의 (b) 중의 X2)는 예를 들어 원호 부분(54a)과, 원호 부분(54a)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 다른 일부(52a) 간의 거리(도 28의 (b) 중의 X1)보다 크다. 거리 X2는, 예를 들어 거리 X1의 1.2배 이상 3배 이하이다. 지지부(54)의 외주 단부와 외측 영역(52)의 내주 단부 간의 거리는, 직선 부분(54b)이 원호 부분(54a)보다 크다.
도 29는 제8 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 29는 제7 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 29는 상면도이다.
제7 실시 형태의 서셉터(14)는 제8 실시 형태의 서셉터(14)와 달리, 직선 부분(54b)과, 직선 부분(54b)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b) 간의 거리(도 26의 (b) 중의 X2)는 원호 부분(54a)과, 원호 부분(54a)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 다른 일부(52a) 간의 거리(도 26의 (b) 중의 X1)와 동등하다.
도 29에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 W가 서셉터(14)에 대하여 상대적으로 회전하면, 웨이퍼 W가 외측 영역(52)의 내주 단부의 사이에 끼어 고정되어 버리는 경우가 있다. 이러한 경우, 예를 들어 웨이퍼 W에의 막의 형성 후에, 반응실(10)의 온도가 저하되면, 웨이퍼 W와 외측 영역(52)의 열팽창 계수의 차이에 의해, 웨이퍼 W에 압축 응력이 가해져, 웨이퍼 W가 균열될 우려가 있다.
도 30은 제8 실시 형태의 작용 및 효과의 설명도이다. 도 30은 제8 실시 형태의 홀더의 모식도이다. 도 30은 상면도이다.
도 30은 제8 실시 형태의 서셉터(14)에 적재된 웨이퍼 W가 서셉터(14)에 대하여 상대적으로 회전한 경우를 나타낸다. 제8 실시 형태의 서셉터(14)는 직선 부분(54b)과, 직선 부분(54b)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 일부(52b) 간의 거리(도 28의 (b) 중의 X2)는 원호 부분(54a)과, 원호 부분(54a)에 대향하는 외측 영역(52)의 내주 단부의 다른 일부(52a) 간의 거리(도 28의 (b) 중의 X1)보다 크다. 따라서, 웨이퍼 W가 외측 영역(52)의 내주 단부의 사이에 끼어 고정되는 것이 억제된다. 따라서, 웨이퍼 W에 압축 응력이 가해져, 웨이퍼 W가 균열되는 것이 억제된다.
거리 X2는, 거리 X1의 1.2배 이상 2배 이하인 것이 바람직하다. 거리 X2가, 거리 X1의 1.2배 이상이 됨으로써, 웨이퍼 W가 외측 영역(52)의 내주 단부의 사이에 끼어 고정되는 것이 억제된다. 또한, 거리 X2가, 거리 X1의 2배 이하가 됨으로써, 웨이퍼 W의 이면에 프로세스 가스가 돌아 들어가서, 웨이퍼 W의 이면에 부생성물이 부착되는 것을 억제할 수 있다.
이상, 제8 실시 형태의 기상 성장 장치에 의하면, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기판의 온도의 균일성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 기판에 형성되는 막의 특성의 균일성이 향상된다.
이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명하였다. 상기, 실시 형태는 어디까지나, 예로서 예시되어 있을 뿐이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 각 실시 형태의 구성 요소를 적절히 조합해도 상관없다.
실시 형태에서는, 단결정의 탄화규소막을 형성하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 다결정 또는 아몰퍼스의 탄화규소막의 형성에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다. 또한, 성막 온도가 높은 탄화규소막 이외의 막의 형성에도 본 발명을 적용하는 것이 가능하다.
또한, 실시 형태에서는, 단결정 탄화규소의 웨이퍼를 기판의 일례로서 설명했지만, 기판은 단결정 탄화규소의 웨이퍼에 한정되는 것은 아니다.
실시 형태에서는, 장치 구성이나 제조 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요한 장치 구성이나 제조 방법 등을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 기상 성장 장치는, 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 범위는, 특허 청구 범위 및 그 균등물의 범위에 의해 정의되는 것이다.
10: 반응실
14: 서셉터(홀더)
22: 제1 히터
42: 제2 히터
50: 내측 영역
52: 외측 영역
54: 지지부
54a: 원호 부분
54b: 직선 부분
56: 제1 부재
58: 제2 부재
100: 기상 성장 장치
OF: 오리엔테이션 플랫
W: 웨이퍼(기판)
Wa: 막질 보증 영역
X: 거리
w: 폭

Claims (9)

  1. 반응실과,
    상기 반응실 내에 마련되어 기판을 적재하는 홀더와,
    상기 반응실 내에 마련되어, 상기 홀더의 하방에 위치하는 제1 히터와,
    상기 반응실 내에 마련되어, 상기 홀더의 상방에 위치하는 제2 히터를
    구비하고,
    상기 홀더는, 내측 영역과, 상기 내측 영역을 둘러싸고 상기 기판이 적재된 경우에 상기 기판을 둘러싸는 환상의 외측 영역과, 상기 내측 영역 위에 마련되어 상기 기판의 하면을 지지 가능한 환상으로 원호 부분을 갖는 지지부를 포함하고,
    상기 원호 부분의 외주 단부와, 상기 외측 영역의 내주 단부 간의 거리가 6mm 이하이고,
    상기 지지부의 폭이 3mm 이상이며,
    상기 기판의 중심과 상기 홀더의 중심이 일치하도록 상기 기판이 상기 홀더에 적재된 경우에,
    상기 기판의 반경을 R1,
    상기 기판의 막질 보증 영역의 반경을 R2,
    상기 원호 부분의 내주 단부의 반경을 R3,
    상기 원호 부분의 외주 단부의 반경을 R4,
    상기 기판의 외주 단부와, 상기 원호 부분에 대향하는 상기 외측 영역의 내주 단부 간의 거리를 D1
    이라 정의하면, 하기 식 1, 하기 식 2 및 하기 식 3을 충족시키는, 기상 성장 장치.
    R1-D1>R4 …(식 1)
    R2-D1>R3 …(식 2)
    R2+D1<R4 …(식 3)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외측 영역이, 탄소를 포함하는 제1 부재와, 상기 제1 부재 위에 마련되어, 상기 제1 부재와 분리 가능하며 적어도 표면이 탄화규소를 포함하는 제2 부재를 포함하는, 기상 성장 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재의 경계는, 상기 홀더에 적재된 상기 기판의 상면보다 하방에 있는, 기상 성장 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 부재는 탄화규소로 구성되는, 기상 성장 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 부재는, 상기 제1 부재의 외주 단부의 상방으로 돌출되어, 상기 제2 부재를 둘러싸는 외주 고정부를 갖는, 기상 성장 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 부재는, 상기 제1 부재의 내주 단부의 상방으로 돌출되어, 상기 제2 부재에 둘러싸이는 내주 고정부를 갖는, 기상 성장 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 홀더는, 상기 외측 영역의 내주 측에 복수의 볼록부를 갖는, 기상 성장 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 오리엔테이션 플랫을 갖고,
    상기 지지부는 상기 기판이 상기 홀더에 적재된 경우에 상기 오리엔테이션 플랫을 따르는 직선 부분을 갖고,
    상기 직선 부분에 대향하는 상기 외측 영역의 내주 단부는, 직선 형상인, 기상 성장 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 직선 부분의 외주 단부와 상기 외측 영역의 내주 단부 간의 거리는, 상기 원호 부분의 외주 단부와 상기 외측 영역의 내주 단부 간의 거리보다 큰, 기상 성장 장치.
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