(57)【要約】【課題】  生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。【解決手段】  炭素質基材１０の一部に凹状のマスキング部１０ａが形成され、このマスキング部１０ａにマスキング冶具７を嵌め込んだ状態で、内部にガスを導入することにより、マスキング冶具７により覆われた部位を除いた炭素質基材１０の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、上記マスキング冶具７を被膜形成用冶具２に固定することにより、上記炭素質基材１０を被膜形成用冶具２で支持し、且つ、鉛直軸９に対する上記炭素質基材１０の主面の角度が２°となるように構成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の炭素質基材の一部に凹状のマスキング部が形成され、このマスキング部にマスキング冶具を嵌め込んだ状態で、内部にガスを導入することにより、マスキング冶具により覆われた部位を除いた炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、
上記マスキング冶具を被膜形成用冶具に固定することにより、上記炭素質基材を被膜形成用冶具で支持し、且つ、上記炭素質基材の主面の鉛直軸に対する上向き角度が０°を超え９０°未満となるように構成されていることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
上記鉛直軸に対する上記炭素質基材の主面の上向き角度が１．５°以上２．５°以下となっている、請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
上記炭素質基材とマスキング冶具との間には熱膨張シートが配置されている、請求項１又は２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
複数の被膜形成用冶具を用いて炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成する場合に、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置される、請求項１〜３の何れか１項に記載のＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素質基材の全面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、半導体エピタキシャルグロースに使用されるサセプターなどは、炭素質基材の表面にＳｉＣ被覆層を形成した材質で構成されている。炭素質基材面へのＳｉＣ被膜の形成は、通常、炭化水素のようなカーボン源を含むハロゲン化有機珪素化合物を還元性気流中で熱分解反応させて炭素質基材の表面に直接的にＳｉＣを蒸着させるＣＶＤ法（化学的気相析出法）によって行われるが、形成されるＳｉＣ被膜は炭素質基材の全面にピンホールのない極めて緻密かつ均質な層として被覆させる必要がある。
【０００３】
ここで、例えば、マスキング部が配置されたサセプターにあっては、図１０に示すように、炭素質基材６０をマスキング部材６１で支持しつつ、炭素質基材を横向き（寝かせた状態）でＳｉＣ被膜の形成が行われていた。しかし、当該方法では、以下に示す課題を有していた。
即ち、炭素質基材６０を横向きで被膜形成を行うと、炭素質基材６０のザグリ面６０ａにゴミや剥離片等のパーティクルが存在するという状態でＳｉＣ被膜が形成されることになる。このような状態となったサセプターを用いてＳｉＣ被膜の形成を行うと、パーティクルが影響して、ザグリ内に収納されたウエハがザグリ面内で動き、ザグリ部の側面と接触する結果、ウエハにカケやクラックが発生し、最悪の場合、ウエハがザグリ内から飛び出すといった不具合が生じる。また、膜厚が均一でないことに起因して色むらが生じるという課題も有していた。
【０００４】
このようなことを考慮して、炭素質基材を、炭素質基材の貫通孔の直径より小さな断面積を有する回転支持杵に懸架することにより、炭素質基材の支持接点を連続的に移動させるという提案がなされている（下記特許文献１参照）。このような提案であれば、上記課題は解決することができる。しかしながら、上記特許文献１に示す提案では、孔を有するサセプターにしか適用できず、しかも回転支持杵を作動させるための駆動手段等が別途必要となって、ＣＶＤ装置の生産コストの高騰や、ＣＶＤ装置の大型化を招来するといった新たな課題が生じる。
【０００５】
そこで、図１１に示すように、サセプター自立式のＣＶＤ装置が提案されている。具体的には、当該ＣＶＤ装置においては、先端先細り状の支持台５０のナイフエッジ部５０ａに、マスキング部材５５が取り付けられた炭素質基材５１を載置すると共に、炭素質基材５１の両面をピン５２で支持するという構造となっている。このような構造であれば、孔を有しないサセプターにも適用でき、しかも、回転支持杵を作動させるための駆動手段等が不要となるので、ＣＶＤ装置の生産コストが高騰したり、ＣＶＤ装置が大型化したりするのを防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−１３４６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の構造では、炭素質基材５１の両面を単にピン５２で支持する構造であるので、炭素質基材５１が回転して斜め方向にずれたり、更には倒れたりすることがある。後者の如く炭素質基材５１が倒れた場合、１の炭素質基材５１のみが倒れるだけであれば問題もさほど大きくないが、１の炭素質基材５１が倒れることにより、これに隣接する炭素質基材５１も倒れてしまうことがある。この結果、多数の炭素質基材５１が倒れて、所望のＳｉＣ被膜を形成することができなくなるという課題がある。また、マスキング部材５５は炭素質基材５１の凹部に嵌め込まれているだけなので、外力が加わった場合には落下するという課題もある。更に、支点跡がサセプターの外周部に形成されるので、サセプターの外周部にクラックが生じることがあるという課題もある。
【０００８】
加えて、ＣＶＤ装置においては、支持台５０を回転させつつ炭素質基材５１にＳｉＣ被膜を形成する構造となっているが、ＣＶＤ装置の内部においては、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるために反応する原料ガスの流量、流速が異なる。このため、従来のＣＶＤ装置の如く、炭素質基材５１が一直線状に配列されていると、炭素質基材５１の配置位置によっては被膜厚みが異なり、ザグリ面やザグリのそり量が極めて大きくなることがあるという課題を有していた。
【０００９】
そこで、本発明は、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、板状の炭素質基材の一部に凹状のマスキング部が形成され、このマスキング部にマスキング冶具を嵌め込んだ状態で、内部にガスを導入することにより、マスキング冶具により覆われた部位を除いた炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成するＣＶＤ装置において、上記マスキング冶具を被膜形成用冶具に固定することにより、上記炭素質基材を被膜形成用冶具で支持し、且つ、上記炭素質基材の主面における鉛直軸に対する上向き角度が０°を超え９０°未満となるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記構成の如く、炭素質基材の主面における鉛直軸に対する上向き角度が０°を超えていれば、炭素質基材を支持する水平面方向での面積が増加するので、若干外力が加わった場合でも、炭素質基材のマスキング部にマスキング冶具を嵌め込んだ状態が維持され、ＳｉＣ被膜形成中に炭素質基材が落下するのを抑制できる。また、１の炭素質基材の落下に起因する隣接する炭素質基材の倒れも防止できる。一方、炭素質基材の主面における鉛直軸に対する上向き角度が９０°未満であるので、ザグリ内にパーティクルが溜まるのを抑制することができる。したがって、サセプターを用いて半導体エピタキシャル成長させる際に、ウエハにカケやクラックが発生したり、ウエハがザグリから飛び出したりするのを抑制できる。
【００１２】
また、炭素質基材の外周で炭素質基材を支持する構造ではないので、支点跡がサセプターの外周部に形成されず、この結果サセプターの外周部にクラックが生じるのを防止できる。
更に、マスキング冶具に覆われているマスキング部はＳｉＣ被膜が形成されない一方、マスキング部を除く炭素質基材の表面は完全な露出状態となっているので、マスキング部を除く炭素質基材の表面には、ＳｉＣ被膜が均一にコーティングされる。したがって、色むらが生じるのを抑止できる。
加えて、炭素質基材は縦向きの状態で支持されるため、炭素質基材の自重によってサセプターに反りが発生するのを抑制できる。また、マスキング部と炭素質基材とはしっかりと固定されているので、炭素質基材と治具との間に空間やずれが生じにくくサセプターは脱落し難い。
【００１３】
以上のことから、本発明のＣＶＤ装置によって作製されたサセプターでは、反り量が少なく、クラックや色ムラの発生率を抑えて外観が良好に保たれるので、サセプターの品質を向上させることができる。
更に、回転支持秤などの駆動手段等を別途必要としないので、ＣＶＤ装置の生産コストの高騰や、ＣＶＤ装置の大型化を招来するのを防止できる。
【００１４】
上記鉛直軸に対する上記炭素質基材の角度が１．５°以上２．５°以下となっていることが望ましい。
このような構成であれば、ＳｉＣ被膜形成中に炭素質基材が落下するのを抑制できる効果と、ザグリ内にパーティクルが溜まるのを抑制できる効果とが一層発揮されることになる。
【００１５】
上記炭素質基材とマスキング冶具との間には熱膨張シートが配置されていることが望ましい。
このような構造であれば、炭素質基材とマスキング冶具との嵌合がより強固なものとなるので、炭素質基材がマスキング冶具から落下するのを一層抑制でき、且つ、炭素質基材とマスキング冶具との間に空間が生じるのが抑制されるので、マスキング部内に皮膜形成用のガスが侵入するのを抑えることができ、しかも、熱膨張シートはＳｉＣ被膜より強度が小さいということに起因して、被膜形成終了後にマスキング冶具をサセプターから取り外す際、サセプターからＳｉＣ被膜が剥がれるのを阻止できる。
【００１６】
複数の被膜形成用冶具を用いて炭素質基材の表面にＳｉＣ被膜を形成する場合に、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置されることが望ましい。
ＣＶＤ装置の内部においては、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるが、各炭素質基材は装置の中心から等距離となるように配置されていれば、炭素質基材の配置位置による原料ガス供給部からの距離の差異は解消されるので、何れのサセプターにおいても、そのそり量を低減できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、生産コストの高騰や、装置の大型化を招来することなく、サセプターの品質や生産性を飛躍的に向上させることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【図２】本発明のＣＶＤ装置の内部構造を示す平面図である。
【図３】被膜形成用冶具に炭素質基材を装着したときの側面図である。
【図４】図３の要部拡大分解図である。
【図５】被膜形成用冶具に炭素質基材を装着するときの説明図であって、同図（ａ）は、被膜形成用冶具とマスキング冶具と炭素質基材とを用意した状態を示す斜視図、同図（ｂ）は、炭素質基材のマスキング部（凹部）に、マスキング冶具の本体部を嵌め合わせた状態を示す斜視図、同図（ｃ）は、ＭＯＣＶＤ用ネジのネジ穴にマスキング冶具のネジ部を螺合した状態を示す斜視図である。
【図６】ＣＶＤ装置の変形例を示す側面図である。
【図７】ＣＶＤ装置の他の変形例を示す側面図である。
【図８】ＣＶＤ装置の更に他の変形例を示す側面図である。
【図９】サセプターを用いて半導体エピタキシャル成長させる場合の図であって、同図（ａ）はザグリ内部にパーティクルが無い場合の説明図、同図（ｂ）はザグリ内部にパーティクルが存在する場合の説明図である。
【図１０】従来のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【図１１】従来のＣＶＤ装置の内部構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２に示すように、本発明のＣＶＤ装置は、ＳｉＣ被膜の形成時に回転する円板状の回転台１を有しており、この回転台１の外周近傍には複数の被膜形成用冶具２が配置されている。これら被膜形成用冶具２は装置の中心（回転台１の中心１ａ）から等距離となるように配置されることが望ましい。なぜなら、中央部と周辺部とでは原料ガス供給部からの距離が異なるが、被膜形成用冶具２が装置の中心から等距離となるように配置されていれば、被膜形成用冶具２に取り付けられた各炭素質基材１０も装置の中心から等距離となるように配置される。したがって、炭素質基材１０の配置位置による原料ガス供給部からの距離の差異は解消されるので、何れのサセプターにおいても、そのそり量を低減できるからである。尚、図１における１０ｄはザグリであり、このザグリ１０ｄが形成された面が上記炭素質基材１０主面となっている。
【００２０】
また、図３及び図４に示すように、上記被膜形成用冶具２は、台座３、支持棒４、ＭＯＣＶＤ用キュービクル５、及びＭＯＣＶＤ用ネジ６から成り、上記台座３の一方の端部近傍には、上記支持棒４が固定されている。この支持棒４の他端にはＭＯＣＶＤ用キュービクル５が固定されており、このＭＯＣＶＤ用キュービクル５には、水平軸８に対して上向きにθ（本形態では２°）だけ傾くようにＭＯＣＶＤ用ネジ６が固定されている。このＭＯＣＶＤ用ネジ６の内周に形成されたネジ穴６ａには、マスキング冶具７のネジ部７ａが螺合されており、このネジ部７ａには、板状の本体部７ｂが固定されている。この本体部７ｂの当接面７ｃとマスキング部（凹部）１０ａの底面１０ｂとが接するように、本体部７ｂは炭素質基材１０のマスキング部（凹部）１０ａに嵌合されており、これによって、マスキング部１０ａにおける被膜形成が阻止される。また、図３の如く、炭素質基材１０を配置した状態で、被膜形成用冶具２の略中心に重心が来るようにしていれば、被膜形成時等に、被膜形成用冶具２が倒れるのを阻止できる。
【００２１】
尚、上記ネジ部７ａに対して上記本体部７ｂは垂直となるように構成されている。したがって、本体部７ｂに取り付けられた円盤状の炭素質基材１０における上記主面は、鉛直軸９に対してθ（本形態では２°）だけ傾くようになっている。このように、炭素質基材１０の上記主面が若干上向きとなるように炭素質基材１０がマスキング冶具７に取り付けられることにより、炭素質基材１０が落下するのを抑制しつつ、炭素質基材１０のザグリ１０ｄにゴミや剥離片等のパーティクルが存在するという状態でＳｉＣ被膜が形成されるのを抑制することができる。
【００２２】
次に、炭素質基材５の配置方法について、図５（ａ）〜（ｃ）について説明する。
先ず、同図（ａ）に示すように、被膜形成用冶具２と、マスキング冶具７と、炭素質基材１０とを用意した後、同図（ｂ）に示すように、炭素質基材１０のマスキング部（凹部）１０ａに、マスキング冶具７の本体部７ｂを嵌め合わせる。しかる後、同図（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶＤ用ネジ６のネジ穴６ａに、マスキング冶具７のネジ部７ａを螺合した後、多数の被膜形成用冶具２を回転台１の外周近傍に配置することにより、被膜形成準備が完了する。
【００２３】
（その他の事項）
（１）上記形態では、水平軸８に対して上向きにθだけ傾くようにＭＯＣＶＤ用ネジ６が固定される（即ち、炭素質基材１０の傾きを固定している）が、このような構造に限定するものではなく、図６に示すように、ＭＯＣＶＤ用キュービクル５に対してＭＯＣＶＤ用ネジ６がＡ方向、Ｂ方向に回動可能な構成としても良い。このような構成であれば、皮膜形成条件等に応じて、炭素質基材１０の傾きを変化させることが可能となる。
【００２４】
（２）上記形態で示したように、ＭＯＣＶＤ用ネジ６を傾けるのではなく、図７に示すように、マスキング冶具７の当接面７ｃを鉛直軸９に対して角度θだけ傾斜させることによっても、上記と同様の作用効果が発揮される。
【００２５】
（３）図８に示すように、炭素質基材１０の内周面１０ｃとマスキング冶具７の外周面７ｄとの間に熱膨張シート１２を配置する構造であっても良い。また、マスキング治具７の外周部７ｄに巻回しておいても良い。このような構造であれば、マスキング冶具７の本体部７ｂと炭素質基材１０のマスキング部（凹部）１０ａとの嵌合がより強固なものとなるので、炭素質基材１０がマスキング冶具７から落下するのを一層抑制でき、且つ、本体部７ｂとマスキング部（凹部）１０ａとの間に空間が生じるのが抑制されるので、マスキング部（凹部）１０ａ内に皮膜形成用のガスが侵入するのを抑えることができ、しかも、熱膨張シート１２はＳｉＣ被膜より強度が小さいということに起因して、被膜形成終了後にマスキング冶具７をサセプターから取り外す際、サセプターからＳｉＣ被膜が剥がれるのを阻止できる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、ＣＶＤ装置は下記実施例の内容によって制限されるものではない。
〔実施例１〕
上記発明を実施するための形態で示したＣＶＤ装置を用いてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下、本発明サセプターＡ１と称する。
【００２７】
〔実施例２〜７〕
鉛直軸９に対するサセプター主面の上向き角度θを、それぞれ、１．０°、１．５°、２．５°、３．０°、４．０°、及び、５．０°としたＣＶＤ装置を用いた他は、上記実施例１と同様にしてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下それぞれ、本発明サセプターＡ２〜Ａ７と称する。
【００２８】
〔比較例１、２〕
鉛直軸９に対するサセプター主面の上向き角度（以下、傾斜角度と称する場合がある）θをそれぞれ、０°及び９０°としたＣＶＤ装置を用いた他は、上記実施例１と同様にしてサセプターを作製した。
このようにして作製したサセプターを、以下それぞれ、比較サセプターＺ１、Ｚ２と称する。
【００２９】
〔実験１〕
上記本発明サセプターＡ１〜Ａ７及び比較サセプターＺ１、Ｚ２の作製時における炭素質基材の脱落割合とパーティクル堆積領域とについて調べたので、その結果を表１に示す。尚、実験条件（被膜形成条件）は、以下の通りである。
・実験条件
装置内の圧力：０．１〜７６０Ｔｏｒｒ
炉内の温度：１１５０〜１５００℃
導入ガス：ＣＨ３ＳｉＣｌ３（メチルトリクロロシラン）と、
キャリアガスとして水素ガス
ＳｉＣ被膜の膜厚：４０〜６０μｍ
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１から明らかなように、炭素質基材の脱落については、傾斜角度θが２．０°以上の本発明サセプターＡ１、Ａ４〜Ａ７及び比較サセプターＺ２では、炭素質基材の脱落が全く認められないのに対して、傾斜角度θが１．５°の本発明サセプターＡ３では１４％が脱落し、傾斜角度θが１．０°の本発明サセプターＡ３では６５％が脱落し、更に、傾斜角度θが０°の比較サセプターＺ１では９２％が脱落していることが認められる。
【００３２】
一方、サセプターのパーティクル堆積については、傾斜角度θが２．０°以下の本発明サセプターＡ１〜Ａ３及び比較サセプターＺ１では、パーティクル堆積が殆ど認められない。これに対して、傾斜角度θが２．５°の本発明サセプターＡ４では、ザグリエッジ下側１／４領域に約５０μｍ以下のパーティクルが、傾斜角度θが３．０°の本発明サセプターＡ５では、ザグリエッジ下側１／３領域に、約５０μｍ以下のパーティクルが、更に、傾斜角度θが４．０°の本発明サセプターＡ６では、ザグリエッジ下側の約１／２領域に、約５０μｍ以下のパーティクルが、それぞれ認められた。更に、傾斜角度θが５．０°の本発明サセプターＡ７では、ザグリエッジ下側１／２以上の領域に、約５０μｍ以下のパーティクルが確認されると共に、ザグリ面内にもパーティクルが確認され、更に、傾斜角度θが９０°の比較サセプターＺ２では、ザグリ面内に、約５０μm以下のパーティクルを大量に確認した。
以上のことを考慮すれば、傾斜角度θは、０°＜θ＜９０°である必要があり、特に１．０°≦θ≦４．０°（その中でも１．５°≦θ≦２．５°）に規制するのが好ましい。
【００３３】
尚、ザグリ面内にパーティクルが存在すると、ウエハにカケやクラックが発生する等の問題を生じるが、その理由を図９（ａ）（ｂ）に基づいて説明する。同図（ｂ）に示すように、ザグリ面１０ｅ内にパーティクル１５が存在すると、ウエハ１４載置時に、ザグリ面１０ｅからウエハ１４が浮き上がる箇所が現れる。この場合、ウエハ１４の処理は高速回転で行われているため、ザグリ面１０ｅからウエハ１４が浮き上っていると、ウエハ１４がザグリ１０ｄ内で動いてザグリ側面１０ｆと接触し、ウエハ１４にカケやクラックが発生し、最悪の場合、ウエハ１４がザグリ１０ｄから飛び出すといった不具合が生じる。これに対して、同図（ａ）のように、ザグリ面１０ｅ内にパーティクル１５が存在しないと、上記の不都合が発生するのを抑制できる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明のＣＶＤ装置は、半導体エピタキシャルグロース用サセプターの製造等に用いることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１：回転台
２：被膜形成用冶具
６：ＭＯＣＶＤ用ネジ
７：マスキング冶具
７ｂ：本体部
８：水平軸
９：鉛直軸
１０：炭素質基材
１０ａ：マスキング部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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