TW201333255A - Ｃｖｄ裝置、使用該ｃｖｄ裝置之承載盤的製造方法、以及承載盤 - Google Patents

Abstract

本發明之課題在於提供一種可在不會導致生產成本的高漲和裝置的大型化下，顯著地提升形成有SiC或TaC等的被膜之承載盤的品質和生產性之CVD裝置，使用該CVD裝置之承載盤的製造方法，以及承載盤。本發明之解決手段如下：在碳質基材(10)的內面中央部配置遮蔽部(凹部)(20)。該凹部(20)是由第1孔部(20a)及第2孔部(20b)所構成。於第1孔部(20a)的內壁形成有母螺紋部(21)。於母螺紋部(21)上螺合有遮蔽鑄具(7)的公螺紋部(7a)。遮蔽鑄具(7)被固定在被膜形成用鑄具(2)。藉此以豎立姿勢來支撐碳質基材，藉由在該支撐狀態下將氣體導入於裝置內部，以將SiC或TaC的被膜形成於扣除凹部之碳質基材的表面而形成。

Description

CVD裝置、使用該CVD裝置之承載盤的製造方法、以及承載盤

本發明係關於將SiC或TaC等的被膜形成於碳質基材的全面之CVD裝置，使用該CVD裝置之承載盤的製造方法，以及使用該製造方法所製作之承載盤。

例如，使用在半導體磊晶成長之承載盤等，是由將SiC或TaC等的被覆層形成於碳質基材的表面之材質所構成。例如，SiC被膜於碳質基材面上之形成，通常是藉由在還原性氣流中，使含有如烴般的碳源之鹵化有機矽化合物進行熱分解反應，而直接將SiC蒸鍍於碳質基材的表面之CVD法(化學氣相沉積法)來進行，所形成之SiC被膜，必須作為不存在針孔之極縝密且均質的層來被覆於碳質基材的全面。

在此，例如在配置有遮蔽部之承載盤中，如第11圖所示，以遮蔽構件61來支撐碳質基材60，並且使碳質基材呈橫向(橫躺狀態)來進行SiC被膜的形成。然而，該方法中，係具有下列所示之課題。

亦即，當使碳質基材60呈橫向來進行被膜形成時，會處於在碳質基材60的搪孔面上存在有雜物或剝離片等的粒子之狀態下形成SiC被膜。使用如此狀態的承載盤來進行SiC被膜的形成時，粒子會造成影響而使容納於塘孔內之晶圓於搪孔面內移動，而與搪孔部的側面接觸，其結 果於晶圓上產生缺損或龜裂，最壞的狀況時，甚至會產生晶圓從搪孔內飛出之缺失。此外，亦具有起因於膜厚非均一而產生色不均之課題。

考量此情形，係有人提出一種藉由將碳質基材懸掛於具有較碳質基材的貫通孔直徑更小的剖面面積之旋轉支撐杵，來使碳質基材的支撐接點連續地移動之內容(參考下述專利文獻1)。根據此提案，可解決上述課題。然而，上述專利文獻1所示之提案中，僅能適用具有孔之承載盤，且必須另外準備用以使旋轉支撐杵動作之驅動手段等，而產生CVD裝置之生產成本的高漲和CVD裝置的大型化之嶄新課題。

因此，如第12圖及第13圖所示，係有人提出一種承載盤自支撐式的CVD裝置。具體而言，於該CVD裝置中，係構成為以下側支撐片50a、50b與上側支撐片50c的3點來支撐安裝有遮蔽構件55之碳質基材51之構造。若為此構造，則亦可適用於不具有孔之承載盤，且不需準備用以使旋轉支撐杵動作之驅動手段等，所以可防止CVD裝置之生產成本的高漲或CVD裝置的大型化。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]

日本特開昭63-134663號公報

然而，在上述先前的構造中，必須進行2次被膜形成處理。此外，遮蔽構件55僅僅嵌入於碳質基材51的凹部51a(參考第13圖)，而有當施加外力時會落下之課題。再者，由於支撐痕跡形成於承載盤的外周部，故亦有在承載盤的外周部有時會產生龜裂之課題。此等課題的存在，會使承載盤的品質和生產性劣化。

因此，本發明之目的在於提供一種可在不會導致生產成本的高漲和裝置的大型化下，顯著地提升承載盤的品質和生產性之CVD裝置，使用該CVD裝置之承載盤的製造方法，以及承載盤。

為了達成上述目的，本發明係以下列內容為主旨，亦即為一種CVD裝置，其係將被膜形成於碳質基材的表面之CVD裝置，其特徵為：在前述碳質基材的一部分上具有凹部，於該凹部形成有被卡合部，並藉由具備有卡合於該被卡合部之卡合部的卡合支撐手段，以豎立姿勢來支撐前述碳質基材，藉由在該支撐狀態下將氣體導入於裝置內部，以將被膜形成於扣除凹部之碳質基材的表面而構成。

如上述構成般，由於具有將卡合部卡合於該被卡合部來支撐之構造，所以碳質基材可被堅固地支撐在卡合支撐手段。因此，即使在施加有振動等外力時，亦可防止碳質基材於被膜形成處理中落下之情形。

此外，由於並非是在碳質基材的外周上支撐碳質基材之構造，所以不會在承載盤的外周部形成支撐痕跡，結果可防止在承載盤的外周部產生龜裂之情形。

再者，由於豎立姿勢來支撐碳質基材，所以可抑制粒子被容納於塘孔內之情形。因此，當使用承載盤來進行磊晶成長時，可抑制於晶圓上產生缺損或龜裂，或是晶圓從搪孔內飛出之情形。除此之外，亦可抑制因碳質基材的本身重量使承載盤產生翹曲之情形。

從以上內容中，可得知在藉由本發明之CVD裝置所製作之承載盤中，翹曲量少，可抑制龜裂或色不均的產生率而保持良好外觀，因此可提升承載盤的品質。

再者，不需另外準備旋轉支撐杵等之驅動手段等，所以可防止CVD裝置之生產成本的高漲和CVD裝置的大型化之問題。

本發明中，較佳者，前述被卡合部為形成於前述凹部的內壁之母螺紋部，前述卡合部為螺合於前述母螺紋部之公螺紋部。

藉由使用螺絲作為卡合手段，可藉由卡合支撐手段來堅固地固定碳質基材，所以可完全地防止碳質基材的落下。

本發明中，較佳者，前述凹部為遮蔽部，於該內壁形成有母螺紋部；前述卡合支撐手段，是由：外周面上形成有公螺紋部之遮蔽鑄具、及用以固定遮蔽鑄具之被膜形成用鑄具所構成；使前述公螺紋部螺合於前述母螺紋部，並 且使前述遮蔽鑄具固定在被膜形成用鑄具，藉此以豎立姿勢來支撐前述碳質基材而構成。

如上述構成般，藉由應用遮蔽用凹部、遮蔽鑄具及被膜形成用鑄具，不須設置專用的構件或機構，可防止CVD裝置之生產成本的高漲和CVD裝置的大型化。

本發明中，較佳者，形成有2個具有前述被卡合部之凹部；並進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之一方的凹部，且將被膜形成於扣除該一方的凹部之碳質基材的表面之第1被膜形成處理，接著進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之另一方的凹部，並將被膜形成於扣除該另一方的凹部之碳質基材的表面之第2被膜形成處理而構成。

根據上述構成，可得到品質經提升且不具遮蔽部之承載盤。

此外，本發明係以下列內容為主旨，亦即為一種承載盤的製造方法，其係將被膜形成於碳質基材的表面以製造承載盤之承載盤的製造方法，其特徵為製備：具有凹部且於該凹部形成有被卡合部之碳質基材，以及具備有可卡合於前述被卡合部之卡合部的卡合支撐手段；並且包含：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述碳質基材的被卡合部，以豎立姿勢來支撐前述碳質基材，並藉由在該支撐狀態下導入氣體，以將被膜形成於碳質基材之扣除凹部的表面之被膜形成處理製程。

若為上述構成，則可藉由1次的被膜形成處理，製作 出品質經提升且配置有遮蔽部之承載盤。

本發明中，較佳者，前述碳質基材係具有2個具有前述被卡合部之凹部；前述被膜形成處理製程，為進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之一方的凹部，並將被膜形成於扣除該一方的凹部之碳質基材的表面之第1被膜形成處理，接著進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之另一方的凹部，並將被膜形成於扣除該另一方的凹部之碳質基材的表面之第2被膜形成處理之製程。

若為上述構成，雖然需進行2次的被膜形成處理，但可製作出品質經提升且不具遮蔽部之承載盤。

本發明中，較佳者，包含：在前述被膜形成處理後，將形成於凹部之被卡合部予以削除之製程。

此外，本發明是一種承載盤，其主旨係以1次的塗佈來形成被膜。

以1次的塗佈來形成被膜，如此可達到塗佈成本的降低，並防止複數次塗佈所導致之色不均。

此外，本發明是一種承載盤，其主旨係於內面具有凹部。

本發明中，較佳者，於前述凹部的內壁形成有母螺紋部。

此外，本發明中，較佳者，前述凹部的內壁為不具有母螺紋部之平坦面。

根據本發明，係達到可在不會導致生產成本的高漲和裝置的大型化下，顯著地提升承載盤的品質和生產性之優異效果。

以下係根據實施形態來詳細說明本發明，但本發明並不限定於以下實施形態。

(實施形態1)

如第1圖及第2圖所示，本發明之CVD裝置，係具有於SiC被膜的形成時旋轉之圓板狀的旋轉台1，於該旋轉台1的外周附近配置有複數個被膜形成用鑄具2。此等被膜形成用鑄具2，較佳係以從裝置的中心(旋轉台1的中心1a)呈等距離之方式來配置。此係由於在中央部與周邊部上，雖然從原料氣體供給部之距離不同，但若被膜形成用鑄具2以從裝置的中心呈等距離之方式來配置，則安裝於被膜形成用鑄具2之各碳質基材10亦以從裝置的中心呈等距離之方式來配置。因此，因碳質基材10之配置位置的不同所造成之從原料氣體供給部之距離的差異被消除，故不論在哪個承載盤中，均可減少該翹曲量之故。第1圖中的10d為搪孔，形成有該搪孔10d之面，為上述碳質基材10的主面。

被膜形成用鑄具2，如第3圖所示，係由台座3、支 撐棒4、MOCVD用室5、及MOCVD用螺絲6所構成，於上述台座3之一方的端部附近，固定有上述支撐棒4。於該支撐棒4的另一端，固定有MOCVD用室5。於形成於該MOCVD用螺絲6的內周之螺孔6a中，螺合有遮蔽鑄具7的公螺紋部7a。該遮蔽鑄具7的前端部7b(第4圖的右端部)，形成為截頭圓錐梯形狀。

另一方面，如第4圖所示，於碳質基材10之內面(第4圖的左側面)的中央部，配置有遮蔽部(凹部)20。遮蔽部20為大致呈梯形狀之凹部，並由剖面呈圓形的第1孔部20a、及剖面呈截頭圓錐梯形狀的第2孔部20b所構成。於第1孔部20a的內壁形成有母螺紋部21。於該母螺紋部21螺合有遮蔽鑄具7的公螺紋部7a。藉此，碳質基材10可堅固地固定在遮蔽鑄具7。藉此可防止碳質基材10於被膜形成處理中落下之情形。遮蔽鑄具7的前端部7b嵌入於遮蔽部20的第2孔部20b，所以可阻止遮蔽部20上的被膜形成。

此外，藉由遮蔽鑄具7及被膜形成用鑄具2，使碳質基材10以豎立姿勢被支撐，所以可抑制在搪孔10d上存在有雜物或剝離片等的粒子之狀態下形成SiC被膜之情形。再者，藉由使公螺紋部7a螺合於母螺紋部21，亦不會有碳質基材10脫落之疑慮，例如能夠使碳質基材10形成有搪孔10d之主面朝下地配置等，以期望的姿勢來支撐。

接著參考第5圖(a)~(c)來說明碳質基材5的配置方 法。

首先，如該圖(a)所示，在準備被膜形成用鑄具2、遮蔽鑄具7、碳質基材10後，如該圖(b)所示，將遮蔽鑄具7的前端部7b插入於碳質基材10的遮蔽部(凹部)20，並且將公螺紋部7a螺合於母螺紋部21。然後如該圖(c)所示，將遮蔽鑄具7的公螺紋部7a螺合於MOCVD用螺絲6的螺孔6a後，將多數個被膜形成用鑄具2配置在旋轉台1的外周附近，完成被膜形成的準備。

接著以既定流速使既定流量的氣體流入於內部，同時使旋轉台1旋轉。藉此，係製作出在扣除由遮蔽鑄具所覆蓋的部位之碳質基材的表面上形成有SiC被膜之承載盤。亦可因應必要而削除母螺紋部21。

遮蔽鑄具7，當碳質基材10為圓盤狀的形狀時，較佳係設置在圓形的中心部分。藉由設置在圓形的中心部分，可降低施加於碳質基材10之應力的變動，而減少承載盤的翹曲等。

(實施形態2)

上述實施形態1中，係說明配置有遮蔽部之承載盤的製作，而在本實施形態2中，係說明無遮蔽部之承載盤的製作。

本實施形態2之CVD裝置所使用之碳質基材10，如第6圖所示，係於內面形成有與前述遮蔽部(凹部)20為相同構成之2個凹部30、31。

於被膜形成處理時，藉由將遮蔽鑄具7螺合於凹部30並將遮蔽鑄具7裝著於被膜形成用鑄具2，以豎立姿勢來支撐碳質基材10，並在該狀態下進行被膜形成處理。藉此在扣除凹部30之表面上形成SiC被膜。接著將遮蔽鑄具7螺合於凹部31並將遮蔽鑄具7裝著於被膜形成用鑄具2，藉此以豎立姿勢來支撐碳質基材10，並在該狀態下進行被膜形成處理。藉此在扣除凹部31之表面上形成第2次的SiC被膜。惟凹部31已藉由第1次的SiC被膜形成處理來形成被膜。因此，藉由2次的被膜處理，可製作出在碳質基材10的表面全體上形成有SiC被膜之承載盤。

如此，在不具有遮蔽部之承載盤的製作中，藉由在以豎立姿勢來支撐碳質基材10之狀態下使氣體流入於內部，可在表面上形成SiC被膜。並且是在以螺絲來固定之狀態下支撐碳質基材10，所以與上述實施形態相同，可防止碳質基材於被膜形成處理中落下之情形，而進行穩定的被膜形成。

此外，亦可另外設置專用的支撐固定鑄具來取代遮蔽鑄具7及被膜形成用鑄具2。

(其他事項)

(1)上述實施形態中，係將SiC被膜形成於碳質基材10的表面，但本發明並不限定於SiC被膜形成，亦可適用於TaC被膜或其他被膜的形成。

(2)上述實施形態中，係使用螺合手段作為將碳質基材 固定在遮蔽鑄具之手段，但本發明並不限定於此，亦可使用其他卡合手段。例如，如第7圖~第9圖所示，在碳質基材10的凹部20上形成縱槽35及橫槽36，並在遮蔽鑄具7的前端部外周面形成突起部37，將突起部37插入於縱槽35，接著使遮蔽鑄具7旋轉並將突起部37配置在橫槽36。藉此使碳質基材10與遮蔽鑄具7成為卡合狀態，而能夠以豎立姿勢來支撐碳質基材10。

(3)上述實施形態1中，係顯示配置有遮蔽部之承載盤的製作之一例，關於配置有遮蔽部之承載盤的製作之其他例子，亦可如第10圖所示般地製作。亦即，如第10圖(a)所示，於碳質基材10的內面，形成設置有被卡合部20’a之固定用孔20’，並將遮蔽鑄具7的卡合部7a卡合於該被卡合部20’a。接著進行被膜形成處理於碳質基材10的表面形成SiC被膜後，藉由機械加工將第10圖(b)所示之虛線部分予以切削，而如第10圖(c)所示，形成遮蔽部20。遮蔽部20，為大致呈梯形狀之凹部，並由剖面呈圓形的第1孔部20c(與第4圖所示之第1孔部20a不同，於內壁並未形成母螺紋部21)、及剖面呈截頭圓錐梯形狀的第2孔部20b所構成。若為此製造方法，則螺紋的鑽紋部分可在承載盤之厚度方向量的範圍內設定為任意距離，可採用凝聚力小之材質作為形成承載盤之材料，或即使是承載盤的本身重量較大時，亦可藉由螺合固定而確實地固定在固定用鑄具。此外，不會殘留螺紋而形成遮蔽部。

[實施例]

以下係根據實施例來具體說明本發明，但CVD裝置並不限於下列實施例的內容。

[實施例1]

使用上述發明中於實施形態1所示之CVD裝置，將被膜形成於直徑465mm、厚度16mm之圓盤狀碳質基材而製作出承載盤。以下，將如此製作之承載盤稱為本發明承載盤A1。實驗條件(被膜形成條件)如下所述。

．實驗條件

裝置內的壓力：0.1~760Torr

爐內的溫度：1150~1500℃

導入氣體：CH₃SiCl₃(甲基三氯矽烷)、與作為載體氣體之氫氣

SiC被膜的膜厚：40~60μm

[比較例1]

藉由第12圖所示之先前的方法，使用與上述實施例1相同之碳質基材而製作出承載盤。被膜形成，係在實施例1所示之條件下，以同一條件進行2次，在第1次的被膜形成後改變支撐點的位置，於第2次的被膜形成時，對於在第1次的被膜形成時因支撐點而未形成被膜之部分進行被膜形成。

以下，將如此製作之承載盤稱為比較承載盤Z1。

[實驗1]

對上述本發明承載盤A1及比較承載盤Z1之被膜形成時的狀況、外觀、翹曲量進行調查，該結果如第1表所示。翹曲量的測定，係藉由三維測定機的平面度測定，測定出承載盤全體從圓盤狀平面的中心線之翹曲量。

如第1表所示，在將被膜形成於碳質基材時，未看到碳質基材的脫落，此外，並確認到即使是1次的被膜形成，亦無問題地可形成被膜，並且由支撐點的再次塗佈所造成之色不均的產生亦被減少。此外，關於被膜形成時所產生之翹曲，亦顯示出可藉由圓盤狀的中央部分來支撐而減少翹曲量。

產業上之可應用性：

本發明係適用在將SiC或TaC等的被膜形成於碳質基材的全面之CVD裝置，使用該CVD裝置之承載盤的製造 方法，以及使用該被膜形成方法所製作之承載盤。

2‧‧‧被膜形成用鑄具

7‧‧‧遮蔽鑄具

7b‧‧‧公螺紋部

10‧‧‧碳質基材

20、30、31‧‧‧凹部

21‧‧‧母螺紋部

第1圖係顯示實施形態1之CVD裝置的內部構造之立體圖。

第2圖係顯示實施形態1之CVD裝置的內部構造之俯視圖。

第3圖為將碳質基材裝著於被膜形成用鑄具時之側視圖。

第4圖為第3圖之要部擴大分解圖。

第5圖為將碳質基材裝著於被膜形成用鑄具時之說明圖，同一圖(a)係顯示製備被膜形成用鑄具與遮蔽鑄具與碳質基材之狀態之立體圖，同一圖(b)係顯示將遮蔽鑄具螺合於碳質基材的遮蔽部(凹部)之狀態之立體圖，同一圖(c)係顯示將遮蔽鑄具的螺紋部螺合於MOCVD用螺絲的螺孔之狀態之立體圖。

第6圖係顯示實施形態2之CVD裝置中所使用之碳質基材之俯視圖。

第7圖係顯示碳質基材與遮蔽鑄具之卡合手段的變形例之圖。

第8圖係顯示碳質基材與遮蔽鑄具之卡合手段的變形例之圖。

第9圖係顯示碳質基材與遮蔽鑄具之卡合手段的變形例之圖。

第10圖係顯示配置有遮蔽部之承載盤的其他製作例之圖。

第11圖係顯示以往之CVD裝置的內部構造之立體圖。

第12圖係顯示以往之其他CVD裝置的內部構造之前視圖。

第13圖為用以說明第12圖所示之以往的CVD裝置中之遮蔽部與遮蔽構件的嵌合狀態之圖。

1‧‧‧旋轉台

2‧‧‧被膜形成用鑄具

10‧‧‧碳質基材

10d‧‧‧搪孔

Claims (12)

1. 一種CVD裝置，其係將被膜形成於碳質基材的表面之CVD裝置，其特徵為：在前述碳質基材的一部分上具有凹部，於該凹部形成有被卡合部，並藉由具備有卡合於該被卡合部之卡合部的卡合支撐手段，以豎立姿勢來支撐前述碳質基材，藉由在該支撐狀態下將氣體導入於裝置內部，以將被膜形成於扣除凹部之碳質基材的表面而構成。
2. 如申請專利範圍第1項所述之CVD裝置，其中前述被卡合部為形成於前述凹部的內壁之母螺紋部，前述卡合部為螺合於前述母螺紋部之公螺紋部。
3. 如申請專利範圍第2項所述之CVD裝置，其中前述凹部為遮蔽部，於該內壁形成有母螺紋部；前述卡合支撐手段，是由：外周面上形成有公螺紋部之遮蔽鑄具、及用以固定遮蔽鑄具之被膜形成用鑄具所構成；使前述公螺紋部螺合於前述母螺紋部，並且使前述遮蔽鑄具固定在被膜形成用鑄具，藉此以豎立姿勢來支撐前述碳質基材而構成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之CVD裝置，其中形成有2個具有前述被卡合部之凹部；並進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之一方的凹部，且將被膜形成於扣除該一方的凹部之碳質基材的表面之第1被膜形成處理，接著進行：將 前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之另一方的凹部，並將被膜形成於扣除該另一方的凹部之碳質基材的表面之第2被膜形成處理而構成。
5. 一種承載盤的製造方法，其係將被膜形成於碳質基材的表面以製造承載盤之承載盤的製造方法，其特徵為：製備：具有凹部且於該凹部形成有被卡合部之碳質基材、以及具備有可卡合於前述被卡合部之卡合部的卡合支撐手段；並且包含：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述碳質基材的被卡合部，以豎立姿勢來支撐前述碳質基材，並藉由在該支撐狀態下導入氣體，以將被膜形成於碳質基材之扣除凹部的表面之被膜形成處理製程。
6. 如申請專利範圍第5項所述之承載盤的製造方法，其中前述碳質基材係具有2個具有前述被卡合部之凹部；前述被膜形成處理製程，為進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之一方的凹部，並將被膜形成於扣除該一方的凹部之碳質基材的表面之第1被膜形成處理，接著進行：將前述卡合支撐手段的卡合部卡合於前述2個凹部中之另一方的凹部，並將被膜形成於扣除該另一方的凹部之碳質基材的表面之第2被膜形成處理之製程。
7. 如申請專利範圍第5或6項所述之承載盤的製造方法，其中包含：在前述被膜形成處理後，將形成於凹部之被卡合部予以削除之製程。
8. 一種承載盤，其特徵為：使用如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之CVD裝置，以1次的塗佈來形成被膜。
9. 一種承載盤，其特徵為：藉由如申請專利範圍第5項所述之製造方法，以1次的塗佈來形成被膜。
10. 一種承載盤，其特徵為：於內面具有凹部。
11. 如申請專利範圍第10項所述之承載盤，其中於前述凹部的內壁形成有母螺紋部。
12. 如申請專利範圍第10項所述之承載盤，其中前述凹部的內壁為不具有母螺紋部之平坦面。