TWI796811B - 氣相成長裝置 - Google Patents

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TWI796811B
TWI796811B TW110139772A TW110139772A TWI796811B TW I796811 B TWI796811 B TW I796811B TW 110139772 A TW110139772 A TW 110139772A TW 110139772 A TW110139772 A TW 110139772A TW I796811 B TWI796811 B TW I796811B
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TW
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substrate
peripheral end
holder
vapor phase
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TW110139772A
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醍醐佳明
森山義和
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日商紐富來科技股份有限公司
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Abstract

本發明的實施方式提供一種可提高基板的溫度的均勻性的氣相成長裝置。實施方式的氣相成長裝置包括:反應室;支持器,設置於反應室之中且載置基板;第一加熱器,設置於反應室之中且位於支持器的下方;以及第二加熱器,設置於反應室之中且位於支持器的上方,支持器包含:內側區域;環狀的外側區域,包圍內側區域且於載置有基板的情況下包圍基板;以及支撐部,設置於內側區域之上,呈能夠支撐基板的下表面的環狀且具有圓弧部分,圓弧部分的外周端與外側區域的內周端的距離為6 mm以下,支撐部的寬度為3 mm以上,於基板以使基板的中心與支持器的中心一致的方式載置於支持器的情況下,若將基板的半徑定義為R1,將圓弧部分的外周端的半徑定義為R4,將基板的外周端與和圓弧部分相向的外側區域的內周端的距離定義為D1,則滿足下述式1。 R1-D1>R4・・・(式1)

Description

氣相成長裝置
[相關申請案] 本申請案享有以日本專利申請案2020-186828號(申請日:2020年11月9日)為基礎申請案的優先權。本申請案藉由參照該基礎申請案而包含基礎申請案的全部內容。
本發明是有關於一種對基板的表面供給氣體以形成膜的氣相成長裝置。
作為形成高品質的半導體膜的方法,有藉由氣相成長而於基板的表面形成單晶膜的磊晶(epitaxial)成長技術。於利用磊晶成長技術的氣相成長裝置中,將基板載置於保持為常壓或減壓的反應室之中的支持器(holder)上。
然後,一面將基板進行加熱,一面將包含膜的原料的製程氣體經由反應室的上部的緩衝室供給至反應室。製程氣體於基板表面產生熱反應,而於基板的表面形成磊晶單晶膜。
形成於基板表面的外延單晶膜的特性取決於基板的溫度。因此,為了提高形成於基板上的膜的特性的均勻性,期望提高基板表面的溫度的均勻性。尤其,於如碳化矽膜般以高溫形成的膜的情況下,難以保持基板表面的溫度的均勻性。
於日本專利公開2018-37537號公報中,記載了為了均勻地加熱基板而於支撐基板的基座上設置有支撐部的氣相成長裝置。
本發明的實施方式所欲解決之課題在於提供一種可提高基板的溫度的均勻性的氣相成長裝置。
本發明的一態樣的氣相成長裝置包括:反應室;支持器,設置於所述反應室之中且載置基板;第一加熱器,設置於所述反應室之中且位於所述支持器的下方;以及第二加熱器,設置於所述反應室之中且位於所述支持器的上方,所述支持器包含:內側區域;環狀的外側區域,包圍所述內側區域且於載置有所述基板的情況下包圍所述基板;以及支撐部,設置於內側區域之上,呈能夠支撐所述基板的下表面的環狀且具有圓弧部分,所述圓弧部分的外周端與所述外側區域的內周端的距離為6 mm以下,所述支撐部的寬度為3 mm以上,於所述基板以使所述基板的中心與所述支持器的中心一致的方式載置於所述支持器的情況下,若將所述基板的半徑定義為R1,將所述圓弧部分的外周端的半徑定義為R4,將所述基板的外周端與和所述圓弧部分相向的所述外側區域的內周端的距離定義為D1,則滿足下述式1。 R1-D1>R4・・・(式1)
另外,亦可為若將所述基板的膜質保證區域的半徑定義為R2,將所述圓弧部分的內周端的半徑定義為R3,則所述支持器滿足下述式2及式3。 R2-D1>R3・・・(式2) R2+D1<R4・・・(式3)
另外,亦可為所述支持器的外側區域包括:第一構件,包含碳;以及第二構件,設置於所述第一構件之上,能夠與所述第一構件分離且至少表面包含碳化矽。
另外,亦可為所述第一構件與所述第二構件的邊界位於較載置於所述支持器的所述基板的上表面更靠下方的位置。
另外,亦可為所述第二構件包含碳化矽。
另外,亦可為所述第一構件具有向所述第一構件的外周端的上方突出並包圍所述第二構件的外周固定部。
另外,亦可為所述第一構件具有向所述第一構件的內周端的上方突出並被所述第二構件包圍的內周固定部。
另外,亦可為所述支持器於所述外側區域的內周側具有多個凸部。
另外,亦可為所述基板具有定向平面,所述支撐部具有於所述基板載置於所述支持器上的情況下沿著所述定向平面的直線部分,與所述直線部分相向的所述外側區域的內周端為直線形狀。
另外,亦可為所述直線部分的外周端與所述外側區域的內周端的距離大於所述圓弧部分的外周端與所述外側區域的內周端的距離。
根據本發明的實施方式,可實現能提高基板的溫度的均勻性的氣相成長裝置。
以下,一面參照圖式,一面對本發明的實施方式進行說明。
本說明書中,有時對相同或類似的構件附上相同的符號。
本說明書中,將氣相成長裝置經設置成能夠進行膜的形成的狀態下的重力方向定義為「下」,將其相反方向定義為「上」。因此,「下部」是指相對於基準的重力方向的位置,「下方」是指相對於基準的重力方向。而且,「上部」是指相對於基準的重力方向的反方向的位置,「上方」是指相對於基準的重力方向的反方向。另外,「縱向」為重力方向。
又,於本說明書中,「製程氣體」是指為了膜的形成而使用的氣體的總稱,例如,設為包含源氣體(source gas)、輔助氣體(assist gas)、摻雜氣體(dopant gas)、載體氣體(carrier gas)、及該些的混合氣體的概念。
(第一實施方式) 第一實施方式的氣相成長裝置包括:反應室;支持器,設置於反應室之中且載置基板;第一加熱器,設置於反應室之中且位於支持器的下方;以及第二加熱器,設置於反應室之中且位於支持器的上方,支持器包含:內側區域;環狀的外側區域,包圍內側區域且於載置有基板的情況下包圍基板;以及支撐部,設置於內側區域之上,呈能夠支撐基板的下表面的環狀且具有圓弧部分,圓弧部分的外周端與外側區域的內周端的距離為6 mm以下,支撐部的寬度為3 mm以上,於基板以使基板的中心與支持器的中心一致的方式載置於支持器的情況下,若將基板的半徑定義為R1,將圓弧部分的外周端的半徑定義為R4,將基板的外周端與和圓弧部分相向的外側區域的內周端的距離定義為D1,則滿足下述式1。 R1-D1>R4・・・(式1)
進而,若將基板的膜質保證區域的半徑定義為R2,將圓弧部分的內周端的半徑定義為R3,則所述支持器滿足下述式2及式3。 R2-D1>R3・・・(式2) R2+D1<R4・・・(式3)
圖1是第一實施方式的氣相成長裝置的示意剖面圖。第一實施方式的氣相成長裝置100例如是使單晶碳化矽膜於單晶碳化矽基板上磊晶成長的單片型磊晶成長裝置。
第一實施方式的氣相成長裝置100包括反應室10、緩衝室13。反應室10包括:基座(susceptor)14(支持器(holder))、旋轉體16、旋轉軸18、旋轉驅動機構20、第一加熱器(heater)22、反射器(reflector)28、支撐柱30、固定台32、固定軸34、罩(hood)40、第二加熱器42、氣體排出口44、氣體導管53。緩衝室13包括隔板39、氣體供給口85。
反應室10例如為不鏽鋼(stainless)製。反應室10具有圓筒形狀的壁。於反應室10內,於晶圓(wafer)W上形成碳化矽膜。晶圓W是基板的一例。晶圓W例如為半導體晶圓。晶圓W例如為單晶的碳化矽晶圓。
基座14設置於反應室10之中。於基座14能夠載置晶圓W。基座14是支持器的一例。
基座14例如由碳化矽或石墨、或者塗布有碳化矽或碳化鉭、熱解石墨(pyrolytic graphite)等的石墨等耐熱性高的材料形成。
基座14固定於旋轉體16的上部。旋轉體16固定於旋轉軸18。基座14間接地固定於旋轉軸18。
旋轉軸18能夠藉由旋轉驅動機構20進行旋轉。藉由使旋轉軸18旋轉而能夠使基座14旋轉。藉由使基座14旋轉,而能夠使載置於基座14的晶圓W旋轉。
藉由旋轉驅動機構20,例如能夠使晶圓W以300 rpm以上且3000 rpm以下的旋轉速度進行旋轉。旋轉驅動機構20例如由馬達(motor)與軸承(bearing)構成。
第一加熱器22設置於基座14的下方。第一加熱器22設置於旋轉體16內。第一加熱器22自下方對保持於基座14的晶圓W進行加熱。第一加熱器22例如是電阻加熱式加熱器。第一加熱器22例如為經施加有梳形圖案的圓板狀。
反射器28設置於第一加熱器22之下。於反射器28與基座14之間,設置有第一加熱器22。
反射器28將自第一加熱器22朝下方放射的熱予以反射,而提高晶圓W的加熱效率。又,反射器28防止較反射器28更靠下方的構件被加熱。反射器28例如為圓板狀。反射器28例如由碳化矽或石墨、或者塗布有碳化矽或碳化鉭、熱解石墨等的石墨等耐熱性高的材料形成。
反射器28例如藉由多個支撐柱30固定於固定台32。固定台32例如由固定軸34支撐。
於旋轉體16內,為了使基座14自旋轉體16拆裝,而設置有上推銷(未圖示)。上推銷例如將反射器28、及第一加熱器22貫通。
第二加熱器42設置於罩40與反應室10的內壁之間。第二加熱器42位於基座14的上方。
第二加熱器42自上方對保持於基座14的晶圓W進行加熱。將晶圓W除了利用第一加熱器22還利用第二加熱器42進行加熱,藉此可將晶圓W加熱至碳化矽膜的成長所需的溫度,例如加熱至1500℃以上的溫度。第二加熱器42例如是電阻加熱式加熱器。
罩40例如是圓筒形狀。罩40具備防止第一製程氣體G1及第二製程氣體G2與第二加熱器42相接的功能。罩40例如由石墨、或塗布有碳化矽的石墨等耐熱性高的材料形成。
氣體排出口44設置於反應室10的底部。氣體排出口44將源氣體於晶圓W表面處進行了反應後的剩餘的副產物、及剩餘的製程氣體排出至反應室10的外部。氣體排出口44例如連接於未圖示的真空泵。
另外,於反應室10,設置有未圖示的基座出入口及閘閥(gate valve)。藉由基座出入口及閘閥,能夠將載置有晶圓W的基座14搬入至反應室10內或者搬出至反應室10外。
緩衝室13設置於反應室10之上。於緩衝室13設置有用於導入製程氣體G0的氣體供給口85。自氣體供給口85導入的製程氣體G0填充至緩衝室13之中。
製程氣體G0例如是包含矽(Si)的源氣體、碳(C)的源氣體、n型雜質的摻雜氣體、p型雜質的摻雜氣體、抑制矽的團簇化的輔助氣體、以及載體氣體的混合氣體。矽的源氣體例如是矽烷(SiH 4)。碳的源氣體例如是丙烷(C 3H 8)。n型雜質的摻雜氣體例如是氮氣。p型雜質的摻雜氣體例如是三甲基鋁(Trimethylaluminium,TMA)。輔助氣體例如是氯化氫(hydrogen chloride,HCl)。載體氣體例如是氬氣、或氫氣。
多個氣體導管53設置於緩衝室13與反應室10之間。氣體導管53於自緩衝室13朝向反應室10的第一方向上延伸。多個氣體導管53自緩衝室13向反應室10供給製程氣體G0。
圖2的(a)及圖2的(b)是第一實施方式的支持器的示意圖。圖2的(a)是俯視圖,圖2的(b)是圖2的(a)的AA’剖面圖。
基座14具有中心C2(第二中心)。中心C2例如是形成基座14的外緣的圓的中心位置。
基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於基座14載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
內側區域50為圓板形狀。外側區域52為環狀。
於內側區域50之上,設置具有圓弧部分的環狀的支撐部54。圖2的(a)及圖2的(b)表示支撐部54為圓形形狀的情況。即,圖2的(a)及圖2的(b)表示支撐部54整體為圓弧部分的情況。環狀的支撐部54與外側區域52隔開設置。
支撐部54於在基座14載置有晶圓W的情況下,能夠支撐晶圓W的下表面。
支撐部54的內周端的半徑為R3。支撐部54的外周端的半徑為R4。
圖3的(a)及圖3的(b)是第一實施方式的支持器的示意圖。圖3的(a)是與圖2的(a)對應的俯視圖,圖3的(b)是與圖2的(b)對應的剖面圖。
圖3的(a)及圖3的(b)是表示於基座14載置有晶圓W的狀態的圖。於圖3的(a)及圖3的(b)中,示出了晶圓W的中心C1(第一中心)與基座14的中心C2(第二中心)一致的情況。
晶圓W具有膜質保證區域Wa及膜質非保證區域Wb。於本說明書中,膜質是指例如膜厚、載子濃度、表面粗糙度、缺陷密度、載子的壽命等。另外,膜質保證區域Wa是保證例如膜厚、載子濃度、表面粗糙度、缺陷密度、載子的壽命等於晶圓W上滿足特定的規格的區域,通常設置於晶圓W上的中央側。膜質非保證區域Wb是不保證例如膜厚、載子濃度、表面粗糙度、缺陷密度、載子的壽命等於晶圓上滿足特定的規格的區域,通常設置於晶圓上的外周側。再者,膜質保證區域Wa有時針對膜厚、載子濃度、表面粗糙度、缺陷密度、載子的壽命等每個膜質來決定。於本說明書中,膜質保證區域Wa無需關於所有膜質相等,膜質保證區域Wa只要關於至少任一個膜質而決定即可。
將晶圓W的半徑設為R1。將膜質保證區域Wa的半徑設為R2。R1與R2的差值例如為3 mm以上且6 mm以下。
晶圓W的外周端與外側區域52的內周端的距離(圖3的(b)中的D1)例如為0.5 mm以上且3 mm以下。
支撐部54的內周端的半徑R3例如為晶圓W的半徑R1的85%以上。
對於晶圓W的半徑R1、晶圓W的膜質保證區域Wa的半徑R2、支撐部54的內周端的半徑R3、支撐部54的外周端的半徑R4、及距離D1,滿足下述式1、式2、及式3。 R1-D1>R4・・・(式1) R2-D1>R3・・・(式2) R2+D1<R4・・・(式3)
圖4及圖5是第一實施方式的支持器的放大示意剖面圖。圖4及圖5是包括支撐部54的內側區域50的一部分與外側區域52的剖面圖。圖4表示未載置晶圓W的狀態,圖5表示於晶圓W的中心C1(第一中心)與基座14的中心C2(第二中心)一致的狀態下載置有晶圓W的狀態。
外側區域52的上表面52s的位置位於較支撐部54的上表面54s的位置更靠上方處。於將晶圓W載置於基座14時,外側區域52的上表面52s的位置例如位於較晶圓W的表面的位置更靠上方處。
外側區域52的內周端(圖4中的E3)與支撐部54隔開。支撐部54的外周端(圖4中的E2)與外側區域52的內周端E3的距離(圖4中的X)例如為2 mm以上且6 mm以下。
支撐部54的寬度(圖4中的w)例如為3 mm以上且10 mm以下。支撐部54的寬度w等於支撐部54的外周端E2的半徑R4與支撐部54的內周端(圖4中的E1)的半徑R3之差值。
支撐部54的高度(圖4中的h)例如為0.5 mm以上且3 mm以下。
支撐部54的高度h例如與支撐部54的寬度w相等或較支撐部54的寬度w小。
如圖5所示,膜質保證區域Wa的端部(圖5中的Ex)位於支撐部54之上。換言之,膜質保證區域Wa的端部Ex位於支撐部54的內周端E1與支撐部54的外周端E2之間。
於使用氣相成長裝置100在晶圓W上形成碳化矽膜的情況下,首先,將載置有晶圓W的基座14導入至反應室10之中。基座14載置於旋轉體16之上。
使用第一加熱器22及第二加熱器42對晶圓W進行加熱。例如,以晶圓W達到1500℃以上的方式進行加熱。自緩衝室13經由多個氣體導管53向反應室10供給製程氣體G0。
使用旋轉驅動機構20使旋轉體16旋轉而使基座14旋轉。載置於基座14上的晶圓W與基座14一起旋轉。
於旋轉的晶圓W的表面形成碳化矽膜。
繼而,對第一實施方式的氣相成長裝置的作用及效果進行說明。
圖6及圖7是第一比較例的支持器的示意圖。圖6是俯視圖,圖7是圖6的BB’剖面圖。
第一比較例的基座64具有中心C2。基座64包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
第一比較例的基座64與第一實施方式的基座14的不同之處在於不包括支撐部54。
圖8及圖9是第一比較例的支持器的示意圖。圖8是與圖6對應的俯視圖,圖9是與圖7對應的剖面圖。
圖8及圖9是表示於基座64上載置有晶圓W的狀態的圖。於圖8及圖9中,示出了晶圓W的中心C1與基座64的中心C2一致的情況。
如圖9所示,晶圓W背面的整個面與基座64的表面相接。
圖10及圖11是第一比較例的支持器的第一問題點的說明圖。圖10及圖11是第一比較例的支持器的示意圖。圖10是與圖8對應的俯視圖,圖11是與圖9對應的剖面圖。
於圖10及圖11中,示出了晶圓W的中心C1與基座64的中心C2不一致的情況。換言之,圖10及圖11示出了晶圓W偏離基座64的中心C2的情況。
於在晶圓W的表面形成碳化矽膜時,有時會於基座64的內側區域50的、未經晶圓W覆蓋的區域形成副產物66。副產物66例如包含碳化矽。
例如,如圖10及圖11所示,當晶圓W騎在副產物66之上時,晶圓W的背面的一部分自基座64的內側區域50的表面脫離。由於晶圓W背面的一部分自基座64的內側區域50的表面脫離,晶圓W的表面的溫度偏差變大。因此,碳化矽膜的膜質的均勻性降低。
另外,當晶圓W騎在副產物66之上時,例如,副產物66會附著於晶圓W的背面。當副產物66附著於晶圓W的背面時,存在晶圓W的背面的平坦性受損,於形成碳化矽膜後的製造步驟中產生問題之虞。例如,有於光微影步驟中產生散焦之虞。
再者,晶圓W騎在副產物66之上的現象是由於晶圓W因作用於旋轉的晶圓W的離心力而於正形成碳化矽膜的過程中在基座上偏離,或者是由於晶圓W因輸送偏差等而於基座上的載置位置在晶圓間不同而產生。
圖12及圖13是第一比較例的支持器的第二問題點的說明圖。圖12及圖13是第一比較例的支持器的示意圖。圖12是與圖8對應的俯視圖,圖13是與圖9對應的剖面圖。
於在晶圓W的表面形成碳化矽膜時,如圖13所示,由於晶圓W的表面與背面之間的溫度差,晶圓W有時會變形為凹型。該情況下,有時製程氣體會潛入至於晶圓W的背面與基座64的內側區域50的表面之間產生的間隙中,從而於基座64的內側區域50的表面形成副產物66。另外,有時亦會於晶圓W的背面直接形成碳化矽膜。
例如,形成於基座64的內側區域50的表面的副產物66附著於晶圓W的背面。當副產物66附著於晶圓W的背面時,存在晶圓W的背面的平坦性受損,於形成碳化矽膜後的製造步驟中產生問題之虞。另外,即便於在晶圓W的背面直接形成碳化矽膜的情況下,亦不會成為平坦的膜,存在晶圓W的背面的平坦性受損,於形成碳化矽膜後的製造步驟中產生問題之虞。
另外,於晶圓W變形為凹型的情況下,晶圓W的背面與支撐部54之間,尤其是於晶圓W的中心側成為點接觸,而存在晶圓W變得不追隨於基座64的旋轉,或晶圓W的中心側被積極地加熱而導致晶圓W的溫度分佈劣化之虞。
再者,於圖12及圖13中,以晶圓W的中心C1與基座64的中心C2一致的情況為例進行了表示。於晶圓W的中心C1與基座64的中心C2不一致的情況下,換言之,即便於晶圓W偏離基座64的中心C2的情況下,亦存在產生與晶圓W的中心C1與基座64的中心C2一致的情況同樣的問題之虞。
圖14及圖15是第一實施方式的作用及效果的說明圖。圖14及圖15是第一實施方式的支持器的示意圖。圖14是俯視圖,圖15是剖面圖。圖15是與圖3的(b)對應的剖面圖。
於圖14及圖15中,示出了晶圓W的中心C1與基座14的中心C2不一致的情況。換言之,圖14及圖15示出了晶圓W偏離基座14的中心C2的情況。
如圖15所示,於第一實施方式的基座14中,晶圓W由支撐部54支撐。因此,即便於基座64的內側區域50的、未經晶圓W覆蓋的區域形成副產物66,副產物66亦不會與晶圓W的背面相接。因而,如第一比較例般,藉由晶圓W騎在副產物66之上,可抑制碳化矽膜的膜質的均勻性降低。
另外,藉由晶圓W騎在副產物66之上,副產物66不會附著於晶圓W的背面。因此,可抑制於形成碳化矽膜後的製造步驟中產生問題。
圖16及圖17是第一實施方式的作用及效果的說明圖。圖16及圖17是第一實施方式的支持器的示意圖。圖16是俯視圖,圖17是剖面圖。圖17是與圖3的(b)對應的剖面圖。
於在晶圓W的表面形成碳化矽膜時,如圖17所示,由於晶圓W的表面與背面之間的溫度差,晶圓W有時會變形為凹型。
如圖17所示,於第一實施方式的基座14中,晶圓W由支撐部54支撐。因此,於晶圓W的背面與基座14之間,不易產生製程氣體潛入的間隙。因此,即便於晶圓W變形為凹型的情況下,亦抑制如第一比較例般的、晶圓W的背面與基座64的表面之間的製程氣體的潛入。
因此,形成於晶圓W的背面的副產物66的附著亦得到抑制。另外,於晶圓W的背面直接形成碳化矽膜的情況亦得到抑制。因而,可抑制於形成碳化矽膜後的製造步驟中產生問題。
再者,於圖16及圖17中,以晶圓W的中心C1與基座14的中心C2一致的情況為例進行了表示。於晶圓W的中心C1與基座14的中心C2不一致的情況下,換言之,即便於晶圓W偏離基座14的中心C2的情況下,亦可獲得與晶圓W的中心C1和基座14的中心C2一致的情況同樣的效果。
圖18及圖19是第一實施方式的作用及效果的說明圖。圖18及圖19是第一實施方式的支持器的示意圖。圖18是俯視圖,圖19是剖面圖。圖19是與圖3的(b)對應的剖面圖。
於圖18及圖19中,示出了晶圓W的中心C1與基座14的中心C2不一致的情況。換言之,圖18及圖19示出了晶圓W偏離基座14的中心C2的情況。圖18及圖19示出了晶圓W的中心C1自基座14的中心C2向圖的右方向偏離的情況。
圖20及圖21是第一實施方式的作用及效果的說明圖。圖20及圖21是第一實施方式的支持器的示意圖。圖20是俯視圖,圖21是剖面圖。圖21是與圖3的(b)對應的剖面圖。
於圖20及圖21中,示出了晶圓W的中心C1與基座14的中心C2不一致的情況。換言之,圖20及圖21示出了晶圓W偏離基座14的中心C2的情況。圖20及圖21示出了晶圓W的中心C1自基座14的中心C2向圖的左方向偏離的情況。
於第一實施方式的基座14中,對於晶圓W的半徑R1、支撐部54的外周端的半徑R4、及距離D1,滿足下述式1。 R1-D1>R4・・・(式1)
式1意味著,即便於晶圓W的中心C1自基座14的中心C2向一個方向偏離了D1的情況下,與偏離方向為相反側的晶圓W的端部亦位於較支撐部54的外周端E2更靠外側區域52側的位置。因此,如圖19及圖21所示,即便於晶圓W的中心C1偏離基座14的中心C2的情況下,支撐部54的上表面54s亦不會露出。
於晶圓W的背面與支撐部54之間,藉由熱傳導進行晶圓W與支撐部54之間的熱交換。即,發生熱自晶圓W向支撐部54的流入、或者熱自晶圓W向支撐部54的流出。例如,於晶圓W的溫度低於支撐部54的溫度的情況下,發生熱自晶圓W向支撐部54的流入。另一方面,於晶圓W的溫度高於支撐部54的溫度的情況下,發生熱自晶圓W向支撐部54的流出。
假設支撐部54的上表面54s露出,則與晶圓W的背面相接的支撐部54的面積根據晶圓W的位置而變化。例如,於支撐部54的上表面54s露出的部分附近的晶圓W位置,與支撐部54的上表面54s未露出的部分附近的晶圓W位置相比,熱交換的程度降低。
因此,晶圓W與支撐部54之間的熱交換的程度根據晶圓W的位置而產生偏差。因此,晶圓W的溫度的均勻性降低。於第一實施方式的基座14中,由於支撐部54的上表面54s未露出,因此可抑制晶圓W的溫度的均勻性的降低。
另外,於第一實施方式的基座14中,由於支撐部54的上表面54s未露出,因此當於晶圓W的表面形成碳化矽膜時,可抑制副產物附著於支撐部54的上表面54s上。因而,可抑制因晶圓W騎在副產物66之上使得副產物附著於晶圓W的背面。
第一實施方式的氣相成長裝置100包括第二加熱器42,自上方對載置於基座14的晶圓W進行加熱。第二加熱器42自基座14的外周側對載置於基座14的晶圓W進行加熱。
外側區域52接近第二加熱器42,於碳化矽膜的形成過程中溫度容易升高。因此,於晶圓W的中心C1與基座14的中心C2偏離,晶圓W與外側區域52接觸的情況下,晶圓W的與外側區域52相接的部分有時會較其他部分而成為高溫。於此種情況下,於晶圓W的與外側區域52相接的部分的周邊,膜質保證區域Wa的端部Ex附近容易成為高溫。即,於成為高溫的膜質保證區域Wa的端部Ex附近,容易產生膜質的偏差。
然而,第一實施方式的基座14中,支撐部54的外周端E2與外側區域52的內周端E3的距離X為6 mm以下。第一實施方式的基座14與距離X大於6 mm的情況相比,晶圓W的與外側區域52相接的部分與支撐部54之間的距離近,因此容易使熱自晶圓W的與外側區域52相接的部分經由晶圓W向與晶圓W的背面相接的支撐部54流出。
另外,第一實施方式的基座14的支撐部54的寬度w為3 mm以上。第一實施方式的基座14與支撐部54的寬度w小於3 mm的情況相比,由於接觸面積大,因此促進了熱交換。
因此,於晶圓W的與外側區域52相接的部分的周邊,可抑制膜質保證區域Wa的端部Ex附近高溫化。即,晶圓W的膜質保證區域Wa中的溫度的均勻性提高。
圖22的(a)及圖22的(b)是第二比較例的支持器的示意圖。圖22的(a)是俯視圖,圖22的(b)是剖面圖。
圖22的(a)及圖22的(b)是表示於基座74上載置有晶圓W的狀態的圖。於圖22的(a)及圖22的(b)中,示出了晶圓W的中心C1與基座64的中心C2一致的情況。
第二比較例的基座74與第一實施方式的基座14的不同之處在於,關於晶圓W的膜質保證區域Wa的半徑R2、支撐部54的內周端的半徑R3、支撐部54的外周端的半徑R4、及距離D1,不滿足下述式2及式3。 R2-D1>R3・・・(式2) R2+D1<R4・・・(式3)
第二比較例的基座74滿足下述式2’及式3’。 R2-D1<R3・・・(式2’) R2+D1>R4・・・(式3’)
圖23及圖24是第二比較例的支持器的放大示意剖面圖。圖23及圖24是包括支撐部54的內側區域50的一部分與外側區域52的剖面圖。圖23表示晶圓W的任意端部向內側、即圖中的左方向偏離了D1的狀態,圖24表示晶圓W的任意端部向外側、即圖中的右方向偏離了D1的狀態。
式2’意味著,如圖23所示,於晶圓W的任意端部相對於基座14向內側偏離了D1的情況下,膜質保證區域Wa的端部(圖23中的Ex)位於較支撐部54的內周端E1更靠基座74的中心側的位置。另外,式3’意味著,如圖24所示,於晶圓W的任意端部向外側偏離了D1的情況下,膜質保證區域Wa的端部Ex位於較支撐部54的外周端E2更靠基座74的外周側的位置。
由於膜質保證區域Wa的端部Ex自支撐部54脫離,因此晶圓W的面內的膜質的均勻性降低。認為其原因在於,由於支撐部54與膜質保證區域Wa的端部Ex附近之間的熱交換不充分,膜質保證區域Wa的端部Ex附近的溫度容易產生偏差,而導致晶圓W的面內的溫度均勻性降低。
圖25及圖26是第一實施方式的支持器的放大示意剖面圖。圖25及圖26是包括支撐部54的內側區域50的一部分與外側區域52的剖面圖。圖25表示晶圓W的任意端部向內側、即圖中的左方向偏離了D1的狀態,圖26表示晶圓W的任意端部向外側、即圖中的右方向偏離了D1的狀態。
第一實施方式的基座14滿足下述式2及式3。 R2-D1>R3・・・(式2) R2+D1<R4・・・(式3)
式2意味著,如圖25所示,於晶圓W的任意端部相對於基座14向內側偏離了D1的情況下,膜質保證區域Wa的端部(圖25中的Ex)位於較支撐部54的內周端E1更靠基座14的外周側的位置。即,意味著膜質保證區域Wa的端部Ex位於支撐部54之上。
另外,式3意味著,如圖26所示,於晶圓W的任意端部向外側偏離了D1的情況下,膜質保證區域Wa的端部Ex位於較支撐部54的外周端E2更靠基座14的內周側的位置。即,意味著膜質保證區域Wa的端部Ex位於支撐部54之上。
第一實施方式的基座14中,即便於晶圓W相對於基座14偏離的情況下,膜質保證區域Wa的端部Ex亦始終位於支撐部54之上。因此,可促進支撐部54與膜質保證區域Wa的端部Ex附近之間的熱交換。因而,晶圓W的面內的膜質的均勻性提高。
晶圓W的半徑R1與膜質保證區域Wa的半徑R2的差值較佳為3 mm以上且6 mm以下。藉由所述差值為3 mm以上,晶圓W的膜質保證變得容易。另外,藉由所述差值為6 mm以下,晶圓W的面內的膜質保證區域Wa所佔的比例增大。
晶圓W的外周端與外側區域52的內周端E3的距離D1較佳為0.5 mm以上且3 mm以下。藉由距離D1為0.5 mm以上,容易使用搬送機器人等將晶圓W載置於基座14上。另外,藉由距離D1成為3 mm以下,容易抑制製程氣體自晶圓W的外周端與外側區域52的內周端E3之間潛入,而於支撐部54與外側區域52的內周端E3之間形成副產物。
例如,於支撐部54與外側區域52的內周端E3之間形成有副產物的情況下,存在副產物昇華而再次附著於晶圓W的背面之虞。就抑制因副產物的昇華而再次附著於晶圓W的觀點而言,較佳為抑制支撐部54與外側區域52的內周端E3之間的副產物的形成。
支撐部54的內周端E1的半徑R3較佳為晶圓W的半徑R1的85%以上。藉由將半徑R3設為半徑R1的85%以上,支撐部54可保持晶圓W的外周部的背面。因此,例如於晶圓W變形為凹型的情況下,可防止晶圓W的背面與支撐部54之間成為點接觸。因而,可抑制晶圓W變得不追隨於基座14的旋轉。另外,可抑制隨著晶圓W的背面與支撐部54之間成為點接觸,晶圓W的面內的溫度分佈的劣化。進而,於晶圓W變形為凹型的情況下,可抑制製程氣體潛入至晶圓W的背面與支撐部54之間而形成副產物。
另外,藉由將半徑R3設為半徑R1的85%以上,可減小露出至支撐部54的外周端E2的外側的、晶圓W的背面的面積。因此,可抑制因製程氣體潛入至晶圓W的背面引起的副產物的附著。
於將晶圓W載置於基座14上時,外側區域52的上表面52s的位置例如較佳為位於較晶圓W的表面的位置更靠上方處。可抑制在基座14的旋轉過程中晶圓W自基座14脫離。
支撐部54的高度h較佳為0.5 mm以上且3 mm以下。於高度h小於0.5 mm的情況下,由於晶圓W與內側區域的距離近,因此晶圓W的面內的溫度分佈容易受到晶圓的輕微翹曲的影響。即,由於晶圓W的翹曲的偏差,容易產生晶圓W的溫度分佈的晶圓間差,從而容易成為膜質的再現性劣化的原因。另外,由於難以使晶圓W的重心與旋轉中心完全一致,因此離心力作用於晶圓W。因此,當使高度h大於3 mm時,作用於外側區域52的內周端的力矩變大。其結果為,於晶圓W的離心力作用的方向的相反側,基座14稍微浮起而產生振動,晶圓W自基座脫離,從而容易引起膜質的再現性的劣化。
支撐部54的寬度w較佳為10 mm以下。藉由將寬度w設為10 mm以下,於晶圓W變形為凹型的情況下,容易抑制製程氣體潛入至晶圓W的背面與支撐部54之間而形成副產物。
以上,根據第一實施方式的氣相成長裝置,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
(第二實施方式) 第二實施方式的氣相成長裝置與第一實施方式的不同之處在於,內側區域並非圓板形狀,而是圓環形狀。以下,關於與第一實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖27的(a)及圖27的(b)是第二實施方式的支持器的示意圖。圖27的(a)是俯視圖,圖27的(b)是圖27的(a)的CC’剖面圖。
基座14具有中心C2。基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
內側區域50為圓環形狀。於內側區域50的中心部存在開口部。外側區域52為環狀。
以上,根據第二實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相同,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
(第三實施方式) 第三實施方式的氣相成長裝置與第一實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於,於支持器的外側區域的內周側具有多個凸部。以下,關於與第一實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖28的(a)及圖28的(b)是第三實施方式的支持器的示意圖。圖28的(a)是俯視圖,圖28的(b)是圖28的(a)的DD’剖面圖。
基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
基座14於外側區域52的內周側具有多個凸部55。
圖29的(a)及圖29的(b)是第三實施方式的支持器的示意圖。圖29的(a)是與圖28的(a)對應的俯視圖,圖29的(b)是與圖28的(b)對應的剖面圖。
圖29的(a)及圖29的(b)是表示於基座14上載置有晶圓W的狀態的圖。於圖29的(a)及圖29的(b)中,示出了晶圓W的中心C1與基座14的中心C2一致的情況。
圖30及圖31是第三實施方式的作用及效果的說明圖。圖30及圖31是第三實施方式的支持器的示意圖。圖30是俯視圖,圖31是剖面圖。圖31是與圖29的(b)對應的剖面圖。
於圖30及圖31中,示出了晶圓W的中心C1與基座14的中心C2不一致的情況。換言之,圖30及圖31示出了晶圓W偏離基座14的中心C2的情況。
於晶圓W偏離基座14的中心C2的情況下,晶圓W的外周於凸部55與外側區域52接觸。因此,晶圓W的外周與外側區域52的接觸面積例如與第一實施方式的基座14的情況相比變小。因而,熱自外側區域52的流入得到抑制,晶圓W的溫度的均勻性提高。
以上,根據第三實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相比,可進一步提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性進一步提高。
(第四實施方式) 第四實施方式的氣相成長裝置與第一實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於,支持器的外側區域包括:第一構件,包含碳;以及第二構件,設置於第一構件之上,能夠與第一構件分離且至少表面包含碳化矽。以下,關於與第一實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖32的(a)及圖32的(b)是第四實施方式的支持器的示意圖。圖32的(a)是俯視圖,圖32的(b)是圖32的(a)的EE’剖面圖。
圖33及圖34是第四實施方式的支持器的放大示意剖面圖。圖33及圖34是包括支撐部54的內側區域50的一部分與外側區域52的剖面圖。圖33表示未載置晶圓W的狀態,圖34表示載置有晶圓W的狀態。
基座14具有中心C2。基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
外側區域52包括第一構件56與第二構件58。第二構件58載置於第一構件56之上。第二構件58為圓環形狀。
於第一構件56的外周端設置有向上方突出的外周固定部56a。外周固定部56a包圍第二構件58。藉由外周固定部56a,載置於第一構件56之上的第二構件58被橫向固定。第二構件58與第一構件56能夠分離。再者,亦可為第二構件58的上部向第一構件56的一側延伸,於第一構件56之上載置向第二構件的外側延伸的上部的結構。
第一構件56與第二構件58的邊界例如位於較晶圓W的上表面更靠下方的位置。因此,於晶圓W向外側偏離了D1的情況下,晶圓W的一部分與第二構件58的一部分相接。
第一構件56與第二構件58由不同的材料形成。第一構件56包含碳(C)。第二構件58包含碳化矽。第二構件58的至少表面包含碳化矽。第二構件58例如是多晶碳化矽。第二構件58例如是3C-SiC。
當於晶圓W上形成膜時,於外側區域52的上表面52s上形成副產物。藉由使第二構件58能夠與第一構件56分離,基座14的清潔變得容易。
考慮到形成於外側區域52的上表面52s上的副產物因基座14的溫度變化引起的應力的施加而自上表面52s剝離的情況。當副產物被剝離時,反應室10內的灰塵增加,所形成的膜的膜質容易降低。另外,由於形成於外側區域52的上表面52s上的副產物而會於基座14上產生大的應力,從而導致基座14有時產生翹曲。當基座14產生翹曲時,晶圓W的溫度分佈變差,所形成的膜的膜質的均勻性容易降低。
例如,於形成碳化矽膜的情況下,形成於上表面52s的副產物的主要成分是碳化矽。藉由第二構件58的表面包含碳化矽,第二構件58與副產物的熱膨脹係數接近。因此,副產物自上表面52s的剝離得到抑制,從而容易提高所形成的膜的膜質。另外,由副產物引起的基座14的翹曲亦得到抑制,從而容易提高所形成的膜的膜質的均勻性。
圖35及圖36是第四實施方式的支持器的放大示意剖面圖。圖35及圖36是包括支撐部54的內側區域50的一部分與外側區域52的剖面圖。圖35表示晶圓W的任意端部向內側、即圖中的左方向偏離了D1的狀態,圖36表示晶圓W的任意端部向外側、即圖中的右方向偏離了D1的狀態。
第四實施方式的基座14中,即便於晶圓W相對於基座14偏離的情況下,膜質保證區域Wa的端部Ex亦始終位於支撐部54之上。因此,可促進支撐部54與膜質保證區域Wa的端部Ex附近之間的熱交換。因而,晶圓W的面內的膜質的均勻性提高。
如圖36所示,於晶圓W的任意端部向外側偏離了D1的情況下,晶圓W與第二構件58相接。
第一構件56與第二構件58由不同的材料形成。因此,第一構件56與第二構件58的邊界成為熱阻。因此,於第二構件58被第二加熱器42加熱而成為高溫的情況下,自第二構件58向第一構件56的熱流入得到抑制。因此,例如,與第一構件56和第二構件58由相同材料形成的情況相比,第二構件58容易成為高溫。因而,藉由自晶圓W的與第二構件58相接的部分流入的熱,於晶圓W的與第二構件58相接的部分的周邊,膜質保證區域Wa的端部Ex附近容易成為高溫。
於第四實施方式的基座14中,容易使熱自晶圓W的與第二構件58相接的部分經由晶圓W向與晶圓W的背面相接的支撐部54流出。因而,於晶圓W的與第二構件58相接的部分的周邊,容易抑制膜質保證區域Wa的端部Ex附近成為高溫。
以上,根據第四實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相同,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
(第五實施方式) 第五實施方式的氣相成長裝置與第四實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於,於支持器的外側區域的第一構件的內周端設置有向上方突出的內周固定部。以下,對與第一實施方式及第四實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖37的(a)及圖37的(b)是第五實施方式的支持器的示意圖。圖37的(a)是俯視圖,圖37的(b)是圖37的(a)的FF’剖面圖。
圖38及圖39是第五實施方式的支持器的放大示意剖面圖。圖38及圖39是包括支撐部54的內側區域50的一部分與外側區域52的剖面圖。圖38表示未載置晶圓W的狀態,圖39表示載置有晶圓W的狀態。
基座14具有中心C2。基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
外側區域52包括第一構件56與第二構件58。第二構件58載置於第一構件56之上。第二構件58為圓環形狀。
於第一構件56的外周端設置有向上方突出的外周固定部56a。外周固定部56a包圍第二構件58。
另外,於第一構件56的內周端設置有向上方突出的內周固定部56b。第二構件58包圍內周固定部56b。
藉由內周固定部56b與外周固定部56a,載置於第一構件56之上的第二構件58被橫向固定。第二構件58與第一構件56能夠分離。再者,亦可為第二構件58的上部向外周固定部56a側延伸,於外周固定部56a之上載置向第二構件58的外側延伸的上部的結構。
第五實施方式的基座14中,即便於晶圓W的任意端部向外側偏離了D1的情況下,晶圓W亦不會直接與第二構件58相接。因此,即便於第二構件58被第二加熱器42加熱而成為高溫的情況下,熱自第二構件58向晶圓W的流入亦得到抑制。因而,與使用第四實施方式的基座14的情況相比,可保持晶圓W的溫度的均勻性。
以上,根據第五實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相同,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
(第六實施方式) 第六實施方式的氣相成長裝置與第四實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於,支持器具有底座部及底座部之上的能夠分離的拆裝部。以下,對與第一實施方式及第四實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖40的(a)及圖40的(b)是第六實施方式的支持器的示意圖。圖40的(a)是俯視圖,圖40的(b)是圖40的(a)的GG’剖面圖。
基座14具有中心C2。基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
基座14包括底座部60及拆裝部62。拆裝部62設置於底座部60之上。拆裝部62能夠自底座部60分離。
內側區域50的一部分與外側區域52的一部分包含於底座部60中。內側區域50的另一部分包含於拆裝部62中。
底座部60與拆裝部62例如由相同的材料形成。另外,底座部60與拆裝部62例如由不同的材料形成。
外側區域52包括第一構件56及第二構件58。第二構件58的一部分載置於底座部60之上。第二構件58的另一部分載置於拆裝部62之上。第二構件58為圓環形狀。
第六實施方式的基座14藉由具有能夠與底座部60分離的拆裝部62,使得維護變得容易。
以上,根據第六實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相同,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
(第七實施方式) 第七實施方式的氣相成長裝置與第一實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於,基板具有定向平面,支撐部具有於基板載置於支持器的情況下沿著定向平面的直線部分,與直線部分相向的外側區域的內周端為直線形狀。以下,對與第一實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖41的(a)及圖41的(b)是第七實施方式的支持器的示意圖。圖41的(a)是俯視圖,圖41的(b)是圖41的(a)的HH’剖面圖。
圖42的(a)及圖42的(b)是第七實施方式的支持器的示意圖。圖42的(a)是與圖41的(a)對應的俯視圖,圖42的(b)是與圖41的(b)對應的剖面圖。
圖42的(a)及圖42的(b)是表示於基座14上載置有晶圓W的狀態的圖。於圖42的(a)及圖42的(b)中,示出了晶圓W的中心C1與基座14的中心C2一致的情況。
晶圓W具有定向平面OF。定向平面OF是為了表示晶圓W的結晶方位而設置於晶圓W的外周的直線部。
基座14包括內側區域50與外側區域52。外側區域52包圍內側區域50。於在基座14上載置有晶圓W的情況下,外側區域52包圍晶圓W。
內側區域50為圓板形狀。外側區域52為環狀。
於內側區域50之上設置有環狀的支撐部54。環狀的支撐部54包括圓弧部分54a及直線部分54b。
支撐部54於在基座14上載置有晶圓W的情況下,能夠支撐晶圓W的下表面。直線部分54b於在基座14上載置有晶圓W的情況下,沿著定向平面OF。直線部分54b支撐沿著定向平面OF的晶圓W的下表面。
與支撐部54的直線部分54b相向的外側區域52的內周端的一部分52b為直線形狀。外側區域52的內周端的一部分52b於在基座14上載置有晶圓W的情況下,沿著定向平面OF。
支撐部54的圓弧部分54a的寬度(圖41的(a)中的w1)與支撐部54的直線部分54b的寬度(圖41的(a)中的w2)例如相等。
直線部分54b與和直線部分54b相向的外側區域52的內周端的一部分52b之間的距離(圖41的(b)中的X2)、例如跟圓弧部分54a與和圓弧部分54a相向的外側區域52的內周端的另一部分52a之間的距離(圖41的(b)中的X1)相等。
另外,晶圓W的外周端與和圓弧部分54a相向的外側區域52的內周端的另一部分52a的距離(圖42的(b)中的D1)、例如跟晶圓W的外周端與和直線部分54b相向的外側區域52的內周端的一部分52b的距離(圖42的(b)中的D2)相等。
根據第七實施方式的基座14,即便於晶圓W具有定向平面OF的情況下,亦可保持晶圓W的溫度的均勻性。
以上,根據第七實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相同,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
(第八實施方式) 第八實施方式的氣相成長裝置與第七實施方式的氣相成長裝置的不同之處在於,直線部分的外周端與外側區域的內周端的距離大於圓弧部分的外周端與外側區域的內周端的距離。以下,對與第一實施方式及第七實施方式重覆的內容省略一部分描述。
圖43的(a)及圖43的(b)是第八實施方式的支持器的示意圖。圖43的(a)是俯視圖,圖43的(b)是圖43的(a)的II’剖面圖。
直線部分54b與和直線部分54b相向的外側區域52的內周端的一部分52b之間的距離(圖43的(b)中的X2)例如大於圓弧部分54a與和圓弧部分54a相向的外側區域52的內周端的另一部分52a之間的距離(圖43的(b)中的X1)。距離X2例如為距離X1的1.2倍以上且3倍以下。關於支撐部54的外周端與外側區域52的內周端的距離,直線部分54b大於圓弧部分54a。
圖44是第八實施方式的作用及效果的說明圖。圖44是第七實施方式的支持器的示意圖。圖44是俯視圖。
第七實施方式的基座14與第八實施方式的基座14不同,直線部分54b與和直線部分54b相向的外側區域52的內周端的一部分52b之間的距離(圖41的(b)中的X2)、跟圓弧部分54a與和圓弧部分54a相向的外側區域52的內周端的另一部分52a之間的距離(圖41的(b)中的X1)相等。
如圖44所示,當晶圓W相對於基座14相對旋轉時,有時晶圓W會被夾在外側區域52的內周端之間並被固定。於此種情況下,例如,於晶圓W上形成膜之後,若反應室10的溫度降低,則由於晶圓W與外側區域52的熱膨脹係數的不同,會對晶圓W施加壓縮應力,而存在晶圓W破裂之虞。
圖45是第八實施方式的作用及效果的說明圖。圖45是第八實施方式的支持器的示意圖。圖45是俯視圖。
圖45示出了載置於第八實施方式的基座14上的晶圓W相對於基座14相對旋轉的情況。第八實施方式的基座14中,直線部分54b與和直線部分54b相向的外側區域52的內周端的一部分52b之間的距離(圖43的(b)中的X2)大於圓弧部分54a與和圓弧部分54a相向的外側區域52的內周端的另一部分52a之間的距離(圖43的(b)中的X1)。因此,晶圓W被夾在外側區域52的內周端之間並被固定的情況得到抑制。因而,對晶圓W施加壓縮應力而導致晶圓W破裂的情況得到抑制。
距離X2較佳為距離X1的1.2倍以上且2倍以下。藉由距離X2成為距離X1的1.2倍以上,晶圓W被夾在外側區域52的內周端之間並被固定的情況得到抑制。另外,藉由距離X2成為距離X1的2倍以下,可抑制製程氣體潛入至晶圓W的背面而使得副產物附著於晶圓W的背面。
以上,根據第八實施方式的氣相成長裝置,與第一實施方式相同,可提高基板的溫度的均勻性。因此,形成於基板上的膜的特性的均勻性提高。
以上,一面參照具體例一面對本發明的實施方式進行了說明。所述實施形態只不過是作為示例而列舉,並非限定本發明。另外,可適當組合各實施方式的構成要素。
於實施方式中,以形成單晶碳化矽膜的情形為例進行了說明,但於多晶或非晶碳化矽膜的形成上亦能夠應用本發明。另外,於成膜溫度高的碳化矽膜以外的膜的形成上亦能夠應用本發明。
另外,於實施方式中,以單晶碳化矽的晶圓作為基板的一例進行了說明,但基板並不限定於單晶碳化矽的晶圓。
於實施方式中,關於裝置構成或製造方法等對於本發明的說明而言並非直接必要的部分等省略了記載,但可適當選擇使用必要的裝置構成或製造方法等。另外,具備本發明的要素、且可由本領域技術人員適當進行設計變更的全部氣相成長裝置包含於本發明的範圍內。本發明的範圍是藉由申請專利範圍及其均等物的範圍而定義。
10:反應室 13:緩衝室 14、64、74:基座(支持器) 16:旋轉體 18:旋轉軸 20:旋轉驅動機構 22:第一加熱器 28:反射器 30:支撐柱 32:固定台 34:固定軸 39:隔板 40:罩 42:第二加熱器 44:氣體排出口 50:內側區域 52:外側區域 52a:外側區域的內周端的另一部分 52b:外側區域的內周端的一部分 52s:外側區域的上表面 53:氣體導管 54:支撐部 54a:圓弧部分 54b:直線部分 54s:支撐部的上表面 55:凸部 56:第一構件 56a:外周固定部 56b:內周固定部 58:第二構件 60:底座部 62:拆裝部 66:副產物 85:氣體供給口 100:氣相成長裝置 C1:晶圓的中心(第一中心) C2:基座的中心(第二中心) D1:基板的外周端與和圓弧部分相向的外側區域的內周端的距離 D2:晶圓的外周端與和直線部分相向的外側區域的內周端的一部分的距離 E1:支撐部的內周端 E2:支撐部的外周端 E3:外側區域的內周端 Ex:膜質保證區域的端部 G0:製程氣體 h:支撐部的高度 OF:定向平面 R1:基板的半徑 R2:基板的膜質保證區域的半徑 R3:圓弧部分的內周端的半徑 R4:圓弧部分的外周端的半徑 w:寬度 W:晶圓(基板) w1:支撐部的圓弧部分的寬度 w2:支撐部的直線部分的寬度 Wa:膜質保證區域 Wb:膜質非保證區域 X:距離 X1:圓弧部分與和圓弧部分相向的外側區域的內周端的另一部分之間的距離 X2:直線部分與和直線部分相向的外側區域的內周端的一部分之間的距離
圖1是第一實施方式的氣相成長裝置的示意剖面圖。 圖2的(a)及(b)是第一實施方式的支持器的示意圖。 圖3的(a)及(b)是第一實施方式的支持器的示意圖。 圖4是第一實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖5是第一實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖6是第一比較例的支持器的示意圖。 圖7是第一比較例的支持器的示意圖。 圖8是第一比較例的支持器的示意圖。 圖9是第一比較例的支持器的示意圖。 圖10是第一比較例的支持器的第一問題點的說明圖。 圖11是第一比較例的支持器的第一問題點的說明圖。 圖12是第一比較例的支持器的第二問題點的說明圖。 圖13是第一比較例的支持器的第二問題點的說明圖。 圖14是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖15是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖16是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖17是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖18是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖19是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖20是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖21是第一實施方式的作用及效果的說明圖。 圖22的(a)及(b)是第二比較例的支持器的示意圖。 圖23是第二比較例的支持器的放大示意剖面圖。 圖24是第二比較例的支持器的放大示意剖面圖。 圖25是第一實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖26是第一實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖27的(a)及(b)是第二實施方式的支持器的示意圖。 圖28的(a)及(b)是第三實施方式的支持器的示意圖。 圖29的(a)及(b)是第三實施方式的支持器的示意圖。 圖30是第三實施方式的作用及效果的說明圖。 圖31是第三實施方式的作用及效果的說明圖。 圖32的(a)及(b)是第四實施方式的支持器的示意圖。 圖33是第四實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖34是第四實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖35是第四實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖36是第四實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖37的(a)及(b)是第五實施方式的支持器的示意圖。 圖38是第五實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖39是第五實施方式的支持器的放大示意剖面圖。 圖40的(a)及(b)是第六實施方式的支持器的示意圖。 圖41的(a)及(b)是第七實施方式的支持器的示意圖。 圖42的(a)及(b)是第七實施方式的支持器的示意圖。 圖43的(a)及(b)是第八實施方式的支持器的示意圖。 圖44是第八實施方式的作用及效果的說明圖。 圖45是第八實施方式的作用及效果的說明圖。
14:基座(支持器)
50:內側區域
52:外側區域
C1:晶圓的中心(第一中心)
C2:基座的中心(第二中心)
D1:基板的外周端與和圓弧部分相向的外側區域的內周端的距離
R1:基板的半徑
R2:基板的膜質保證區域的半徑
R3:圓弧部分的內周端的半徑
R4:圓弧部分的外周端的半徑
W:晶圓
Wa:膜質保證區域
Wb:膜質非保證區域

Claims (9)

  1. 一種氣相成長裝置,包括:反應室;支持器,設置於所述反應室之中且載置基板;第一加熱器,設置於所述反應室之中且位於所述支持器的下方;以及第二加熱器,設置於所述反應室之中且位於所述支持器的上方,所述支持器包含:內側區域;環狀的外側區域,包圍所述內側區域且於載置有所述基板的情況下包圍所述基板;以及支撐部,設置於所述內側區域之上,呈能夠支撐所述基板的下表面的環狀且具有圓弧部分,所述圓弧部分的外周端與所述外側區域的內周端的距離為6mm以下,所述支撐部的寬度為3mm以上,於所述基板以使所述基板的中心與所述支持器的中心一致的方式載置於所述支持器的情況下,若將所述基板的半徑定義為R1,將所述圓弧部分的外周端的半徑定義為R4,將所述基板的外周端與和所述圓弧部分相向的所述外側區域的內周端的距離定義為D1,則滿足下述式1, R1-D1>R4‧‧‧(式1)若將所述基板的膜質保證區域的半徑定義為R2,將所述圓弧部分的內周端的半徑定義為R3,則所述支持器滿足下述式2及式3,R2-D1>R3‧‧‧(式2) R2+D1<R4‧‧‧(式3)。
  2. 如請求項1所述的氣相成長裝置,其中,所述外側區域包括:第一構件,包含碳;以及第二構件,設置於所述第一構件之上,能夠與所述第一構件分離且至少表面包含碳化矽。
  3. 如請求項2所述的氣相成長裝置,其中,所述第一構件與所述第二構件的邊界位於較載置於所述支持器的所述基板的上表面更靠下方的位置。
  4. 如請求項2所述的氣相成長裝置,其中,所述第二構件包含碳化矽。
  5. 如請求項2所述的氣相成長裝置,其中,所述第一構件具有向所述第一構件的外周端的上方突出並包圍所述第二構件的外周固定部。
  6. 如請求項5所述的氣相成長裝置,其中,所述第一構件具有向所述第一構件的內周端的上方突出並被所述第二構件包圍的內周固定部。
  7. 如請求項1所述的氣相成長裝置,其中,所述支持器於所述外側區域的內周側具有多個凸部。
  8. 如請求項1所述的氣相成長裝置,其中,所述基板具有定向平面,所述支撐部具有於所述基板載置於所述支持器上的情況下沿著所述定向平面的直線部分,與所述直線部分相向的所述外側區域的內周端為直線形狀。
  9. 如請求項8所述的氣相成長裝置,其中,所述直線部分的外周端與所述外側區域的內周端的距離大於所述圓弧部分的外周端與所述外側區域的內周端的距離。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT201900015416A1 (it) 2019-09-03 2021-03-03 St Microelectronics Srl Apparecchio per la crescita di una fetta di materiale semiconduttore, in particolare di carburo di silicio, e procedimento di fabbricazione associato
IT202000028778A1 (it) * 2020-11-27 2022-05-27 St Microelectronics Srl Procedimento di fabbricazione di una fetta di sic con controllo dello stress residuo

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180057958A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Nuflare Technology, Inc. Vapor phase growth apparatus
TW201920762A (zh) * 2017-09-01 2019-06-01 日商紐富來科技股份有限公司 氣相成長裝置以及氣相成長方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0963966A (ja) * 1995-08-24 1997-03-07 Toshiba Microelectron Corp 気相成長装置
KR100776515B1 (ko) * 2000-12-28 2007-11-16 엘지.필립스 엘시디 주식회사 진공증착장치
WO2009060912A1 (ja) * 2007-11-08 2009-05-14 Sumco Corporation エピタキシャル膜成長方法、ウェーハ支持構造およびサセプタ
JP6740084B2 (ja) * 2016-10-25 2020-08-12 株式会社ニューフレアテクノロジー 気相成長装置、環状ホルダ、及び、気相成長方法
JP6850590B2 (ja) * 2016-11-17 2021-03-31 昭和電工株式会社 搭載プレート、ウェハ支持台、及び化学気相成長装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180057958A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Nuflare Technology, Inc. Vapor phase growth apparatus
TW201920762A (zh) * 2017-09-01 2019-06-01 日商紐富來科技股份有限公司 氣相成長裝置以及氣相成長方法

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