(57)【要約】【課題】  加熱効率が良く、温度分布の均一性の良い、高精度で安価な基板保持具、このような基板保持具を用いた基板搬送方法及び成膜装置を提供する。【解決手段】  被加熱基板１は被加熱基板１の外径より小さい径の開口部２ａと被加熱基板１の外径より大きい径の段差部２ｂとを有する基板保持部材２の段差部２ｂに載置され、基板保持部材２は係止部３ａを介して成膜装置（不図示）に整合される整合部材３により保持され、被加熱基板１は成膜装置の熱源１０に対向して配置される。被加熱基板１の背面には均熱部材４が接触して載置される。整合部材３は基板保持部材２の外周を囲むように形成された壁部３ｗを有し、壁部３ｗは熱源１０からの放射熱を包囲、反射して、基板保持具（基板保持部材２、整合部材３）から外部へ放出される放射熱を低減する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加熱基板を保持する基板保持部材と、該基板保持部材を保持して成膜装置に整合する整合部材とを備える基板保持具において、
前記整合部材は前記基板保持部材の外周を囲む壁部を有することを特徴とする基板保持具。
【請求項２】
前記基板保持部材は前記被加熱基板の外径より小さい径の開口部と前記被加熱基板を載置する段差部とを有してあり、該段差部に載置された前記被加熱基板の背面に載置される均熱部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の基板保持具。
【請求項３】
前記均熱部材の熱伝導率は前記被加熱基板の熱伝導率より大きいことを特徴とする請求項２に記載の基板保持具。
【請求項４】
前記均熱部材の面積は前記被加熱基板の面積以上であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の基板保持具。
【請求項５】
前記整合部材の反射率は前記均熱部材の反射率より大きいことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか一つに記載の基板保持具。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の基板保持具であって、フェイスダウン型の成膜装置に適用されることを特徴とする基板保持具。
【請求項７】
前記基板保持部材は前記被加熱基板の背面を保持し、前記整合部材は前記基板保持部材の底面を保持することを特徴とする請求項１に記載の基板保持具。
【請求項８】
前記基板保持部材の熱伝導率は前記被加熱基板の熱伝導率より小さいことを特徴とする請求項７に記載の基板保持具。
【請求項９】
前記整合部材の反射率は前記基板保持部材の反射率より大きいことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の基板保持具。
【請求項１０】
前記基板保持部材の熱伝導率は前記整合部材の熱伝導率より小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一つに記載の基板保持具。
【請求項１１】
被加熱基板を保持する基板保持部材と、該基板保持部材を保持して成膜装置に整合する整合部材とを備える基板保持具において、
前記基板保持部材の外周を囲む壁部材を備えることを特徴とする基板保持具。
【請求項１２】
前記壁部材は前記基板保持部材及び整合部材により挟持されていることを特徴とする請求項１１に記載の基板保持具。
【請求項１３】
前記基板保持部材の熱伝導率は前記被加熱基板の熱伝導率より小さいことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の基板保持具。
【請求項１４】
前記壁部材の反射率は前記基板保持部材の反射率より大きいことを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか一つに記載の基板保持具。
【請求項１５】
前記基板保持部材の熱伝導率は前記整合部材及び壁部材の熱伝導率より小さいことを特徴とする請求項１１ないし請求項１４のいずれか一つに記載の基板保持具。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれか一つに記載の基板保持具であって、被加熱基板を載置した状態で搬送する構成としてあることを特徴とする基板保持具。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１５のいずれか一つに記載の基板保持具に被加熱基板を載置した状態で被加熱基板を搬送することを特徴とする基板搬送方法。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１５のいずれか一つに記載の基板保持具に被加熱基板を載置して、該被加熱基板に成膜する構成としてあることを特徴とする成膜装置。
【請求項１９】
前記成膜装置は有機金属化学気相蒸着装置であることを特徴とする請求項１８に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱基板を保持する基板保持部材とこの基板保持部材を保持して成膜装置に整合する整合部材を備える基板保持具、そのような基板保持具を用いた基板搬送方法及び成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザー、半導体集積回路、液晶デバイス、太陽電池などを製造する製造工程（製造プロセス）で所定の薄膜を形成するための製造装置として薄膜気相成長装置（成膜装置）がある。成膜装置は、反応室の内部で加熱した被加熱基板の表面（成膜される面）側に原料ガスを導入し、気相反応を起こさせ、生成物としての薄膜を被加熱基板の表面に堆積させるものである。また、被加熱基板を成膜装置に導入し、反応室で保持するための治具として基板保持具（サセプタ、トレイなど）がある。被加熱基板を支持（保持、載置）して搬送する治具をトレイという。特に半導体レーザーを作製する薄膜気相成長装置においては、被加熱基板の結晶性を維持するために基板保持具は重要な役割を果たしている。
【０００３】
成膜装置は被加熱基板の表面（成膜される面）の向きにより、フェイスアップ型、フェイスダウン型、さらには横置きのバレル型などに分けられる。被加熱基板の表面の向きを水平面に対して上向きにする成膜装置はフェイスアップ機構を備え、逆に下向きにする成膜装置はフェイスダウン機構を備える。フェイスアップ機構では、被加熱基板はトレイを介してサセプタの上に置かれるのが一般的である。また、フェイスダウン機構では、被加熱基板はトレイを介してトレイを保持する保持部材に載置されることがある。
【０００４】
被加熱基板の上に電子デバイスを形成するための各種の製造装置は、エッチング、成膜、検査などを真空中で連続して行うために、被加熱基板をカセット、トレイなどに載置して真空中で自動的に搬送する構成としている。なお、カセット、トレイなどの搬送装置（搬送治具）を用いずに被加熱基板のままで搬送することもある。また、被加熱基板を固定する場合には、真空チャックで被加熱基板を基板保持用の台部に吸引して固定し、あるいは単に自重で基板保持具に固定する。
【０００５】
被加熱基板がシリコンである場合は、シリコン自体が堅くて丈夫であるから、搬送装置との接触により傷つくことも少ないので被加熱基板のまま搬送することが多い。また、被加熱基板が化合物半導体のように柔らかく脆い物の場合は、そのまま搬送すると被加熱基板が損傷する恐れがあることから、トレイなどに入れた状態で自動搬送することが多い。もちろんシリコンでもトレイなどに入れて運ぶこともある。
【０００６】
トレイは被加熱基板が損傷するのを防ぐために用いるので所定の機械的強度が必要である。また、フェイスアップ機構での気相反応の際には、被加熱基板はトレイを介してサセプタの上に置かれることもあるのでトレイには耐熱性も要求される。さらに、トレイ、サセプタは、被加熱基板を汚染してはならない、ガスを放出して真空度を損なうようではいけないなどの特性が必要とされる。また、被加熱基板は薄いものであるから、被加熱基板自体の熱伝導により温度の均一性を維持することはできないことから、トレイ、サセプタの熱伝導と熱容量を有効に利用して被加熱基板の温度の均一性を保持する必要がある。
【０００７】
このような事情から、従来は、耐熱性があり、熱伝導率も大きく、比熱も大きいカーボンがトレイの素材として用いられている。しかし、カーボンそのままでは機械的強度が不足することから、トレイの表面が損傷し易い。トレイの表面が損傷した場合にはカーボン屑が被加熱基板に付着して形成する薄膜に欠陥が発生することになる。このような問題を防止するためにカーボンの表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの高純度セラミックをコーティングしたトレイが知られている。高純度セラミックのコーティングは多孔質のカーボンの表面からのガスの流出がなくなるという点でも有効である。
【０００８】
また、炭化ケイ素、ボロンナイトライド（ＢＮ）などの高純度セラミックを素材とする場合は、基板保持具全体が一体に形成された皿状器又は容器として構成されている。
【０００９】
炭化ケイ素で基板保持具を構成した場合は、炭化ケイ素の熱伝導率が大きいため、熱源の温度を高温に上昇させても炭化ケイ素で作製された基板保持具から他の構成部へ熱が逃げていくため、被加熱基板の温度が十分に上がらない。
【００１０】
ボロンナイトライドで基板保持具を構成した場合は、ボロンナイトライドの反射率が大きいため、熱源の温度を高温に上昇させても被加熱基板の温度が十分に上がらず、また、被加熱基板の表面の温度分布に差が生じる（被加熱基板の表面に均一な温度分布が得られない）ことにより、被加熱基板にひずみが生じる。
【００１１】
また、被加熱基板を保持して搬送する構成とした場合には、基板保持具は寸法精度が厳しく要求されるが、ボロンナイトライド、炭化ケイ素などの高純度セラミックは、これらの塊から切削によって加工しなければならず、精度の高いものを製作することは難しく手数が掛かるので高価なものとなっている。
【００１２】
基板保持具は薄膜形成（成膜）やエッチングの工程で繰り返し使用されることから、次第に汚れていく。汚れが増加し、汚れが被加熱基板（特に被加熱基板の処理面）に付着すると被加熱基板の温度分布にも影響し、均一な温度分布が得られなくなり、形成した膜の厚さ（膜厚）、形成した膜の抵抗値の面内均一性にも影響し、高純度、高精度の薄膜形成が不可能となる。したがって、基板保持具は適宜の期間で取り替える必要があるから、安価であることが望まれる。
【００１３】
トレイの形状寸法はさまざまであるが、多くの場合、被加熱基板の形状に対応した円形で、中央に被加熱基板を載置する浅い窪み（凹部）を持ち、全体が一体に形成された皿状器又は容器として構成される。従来のトレイ、サセプタ（気相成長用サセプタ）の例としては特許文献１ないし特許文献３が知られている。
【００１４】
薄膜気相成長装置の一種であるＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属化学気相蒸着）装置は、化合物半導体デバイスの製造工程での成膜装置として広く利用されている。ＭＯＣＶＤ装置では、有機金属化合物と水素化合物などの原料ガスを反応管内に導入し、反応管内に設置した被加熱基板付近で原料ガスを反応・分解させて被加熱基板表面に所定の薄膜を形成する。
【００１５】
フェイスダウン型ＭＯＣＶＤ装置は、フェイスアップ型ＭＯＣＶＤ装置と比較して、生成物の落下の影響が少ないこと、加熱された原料ガスが薄膜形成面に効率よく供給されることなどの利点を有し、良好な薄膜形成を行う上で有利であることから、採用される例が増加しつつある。通常、フェイスアップ機構では熱源に基板保持具が接触し、その基板保持具に被加熱基板が載置されている。しかし、フェイスダウン機構では機構上、熱源と基板保持具が接触することは少ない。
【００１６】
フェイスダウン機構では熱源から放射される熱量が熱源と被加熱基板との間の気体に奪われることになり、加熱効率が悪くなる。つまり、フェイスダウン機構では被加熱基板の温度をフェイスアップ機構と等しくする場合に、熱源の温度を高く設定する必要が生じる。例えば、成膜温度で高温（約１５００セ氏度）状態を繰り返すことにより、熱源の寿命がフェイスアップ機構での熱源の寿命より短くなる。熱源の寿命が短くなると、頻繁に熱源を交換することが必要となり、結果的に製品コストが高くなるという問題がある。なお、従来のフェイスダウン型ＭＯＣＶＤ装置の例としては特許文献４、特許文献５が知られている。
【特許文献１】実開平６−５１２７４号公報
【特許文献２】特開平５−２３８８８２号公報
【特許文献３】特開２００１−１０８９４号公報
【特許文献４】特開平９−１６２１２８号公報
【特許文献５】特開平１１−１２０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の基板保持具では、次のような問題がある。例えば、カーボンに炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの高純度セラミックをコーティングしたトレイ（基板保持具）は、基板保持具を製造する工程が増え、加工が複雑になることから高価になるという問題がある。また、炭化ケイ素で構成した基板保持具は、熱伝導率が大きいことから、被加熱基板の温度が十分に上がらず、加熱効率（熱源の利用効率）が悪いという問題がある。また、ボロンナイトライドで構成した基板保持具は、反射率が大きいことから、被加熱基板の温度が十分に上がらず、また被加熱基板に均一な温度分布が得られず、被加熱基板にひずみが生じて、被加熱基板が割れることがあるという問題がある。さらに、高純度セラミックで構成した基板保持具は、高精度のものを製作することが困難なことから高価であるという問題がある。
【００１８】
従来の成膜装置では、基板保持具の問題がそのまま成膜装置の問題となる。また、フェイスダウン型の成膜装置では、熱源の温度を高く設定する必要があることから、熱源が過負荷となり熱源の寿命が短く、製品コストが高くなるという問題がある。
【００１９】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、熱源からの放射熱に対する反射機能（放射機能）、包囲機能を有する構成部材を含む複数の構成部材に分割した基板保持具とすることにより、加熱効率が良く、温度分布の均一性の良い、高精度で安価な基板保持具を提供することを目的とする。また、本発明は、本発明に係る基板保持具を用いて被加熱基板の搬送を安定的に行う基板搬送方法を提供することを他の目的とする。また、本発明は、本発明に係る基板保持具を用いて加熱効率（熱源の利用効率）が良く、被加熱基板での温度分布の均一性の良い成膜装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係る基板保持具は、被加熱基板を保持する基板保持部材と、該基板保持部材を保持して成膜装置に整合する整合部材とを備える基板保持具において、前記整合部材は前記基板保持部材の外周を囲む壁部を有することを特徴とする。
【００２１】
この構成により、成膜装置の熱源からの放射熱を壁部で包囲することができるので、基板保持具（基板保持部材、整合部材）から外部（成膜装置本体部分）へ放出される放射熱を低減する。また、被加熱基板への放射熱を壁部の特性を変更して適宜調整できるので、被加熱基板への加熱状態（加熱量）を制御する。つまり、基板保持部材と整合部材を適切な組み合わせの構成部材とすることにより加熱効率（熱源の利用効率）を向上することができ、熱源の温度が低い場合でも被加熱基板の温度を上昇することができるので、熱源の負担を低減できる。
【００２２】
本発明に係る基板保持具では、前記基板保持部材は前記被加熱基板の外径より小さい径の開口部と前記被加熱基板を載置する段差部とを有してあり、該段差部に載置された前記被加熱基板の背面に載置される均熱部材を備えることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、開口部に被加熱基板の表面（処理面）を対向して配置するのでフェイスダウン機構の成膜装置に適用でき、均熱部材は被加熱基板の背面（非処理面）を基板保持部材に安定的に押圧するので、安定した加熱処理が可能となる。つまり、均熱部材により被加熱基板への加熱状態（被加熱基板の温度分布）を任意に設定することが可能となり、被加熱基板に成長する膜（結晶膜）の膜厚分布及び抵抗値の面内均一性を向上できる。基板保持部材は小面積の部材としてあり、低コストに製造でき、交換も容易であるから、表面の汚れが生じた場合には基板保持部材のみの廃棄で済むことから安価な基板保持具とすることができ、結果的に製品コストを低減することができる。
【００２４】
本発明に係る基板保持具では、前記均熱部材の熱伝導率は前記被加熱基板の熱伝導率より大きいことを特徴とする。
【００２５】
この構成により、均熱部材の熱伝導率を被加熱基板の熱伝導率より大きくするので、被加熱基板を接触して保持する背面側からの加熱を均一化すると共に被加熱基板に対する加熱効率を向上する。つまり、被加熱基板の温度分布を均一化し、同一熱源に対して被加熱基板の温度を上昇することができる。
【００２６】
本発明に係る基板保持具では、前記均熱部材の面積は前記被加熱基板の面積以上であることを特徴とする。
【００２７】
この構成により、均熱部材の面積を被加熱基板の面積より大きくするので、被加熱基板の温度分布を確実に均一化することができる。また、被加熱基板を急速に加熱した場合でも、被加熱基板全体を均一に、かつ安定的に加熱することが可能となる。
【００２８】
本発明に係る基板保持具では、前記整合部材の反射率は前記均熱部材の反射率より大きいことを特徴とする。
【００２９】
この構成により、整合部材の反射率を均熱部材の反射率より大きくするので、熱源からの放射熱を壁部で確実に反射して均熱部材に照射することができ、被加熱基板に対する加熱量を大きくして、加熱効率を向上することができる。つまり、同一熱源に対して、被加熱基板をより高い温度にすることができる。また、反射率を適宜設定できるので、被加熱基板に放射される加熱量を任意に変更し、被加熱基板を適宜の温度に設定することができる。
【００３０】
本発明に係る基板保持具は、フェイスダウン型の成膜装置に適用されることを特徴とする。
【００３１】
この構成により、熱効率が良く、被加熱基板の温度分布を均一化することができるフェイスダウン型の成膜装置とすることができる。
【００３２】
本発明に係る基板保持具では、前記基板保持部材は前記被加熱基板の背面を保持し、前記整合部材は前記基板保持部材の底面を保持することを特徴とする。
【００３３】
この構成により、基板保持部材を被加熱基板の背面に配置し、整合部材を基板保持部材の底面に配置するので、フェイスアップ型の成膜装置に適用可能な基板保持具とすることができる。基板保持部材の底面を整合部材で保持することから、構成部材の組み立てを簡略化することができ、組み立て時間を短縮することができる。また、基板保持具を基板保持部材と整合部材の異なる部材で構成することから、基板保持部材の表面に汚れが生じた場合には基板保持部材のみの廃棄で済むので安価な基板保持具とすることができ、結果的に製品コストを低減することができる。
【００３４】
本発明に係る基板保持具では、前記基板保持部材の熱伝導率は前記被加熱基板の熱伝導率より小さいことを特徴とする。
【００３５】
この構成により、基板保持部材の熱伝導率を被加熱基板の熱伝導率より小さくするので、被加熱基板を接触して保持する背面側での加熱を均一化する。つまり、被加熱基板の温度分布を均一化することができる。
【００３６】
本発明に係る基板保持具では、前記整合部材の反射率は前記基板保持部材の反射率より大きいことを特徴とする。
【００３７】
この構成により、整合部材の反射率を基板保持部材の反射率より大きくするので、熱源からの放射熱を壁部で反射して被加熱基板に照射することができ、被加熱基板に対する加熱量を大きくして、加熱効率を向上することができる。また、反射率を適宜設定できるので、被加熱基板に放射される加熱量を任意に変更し、被加熱基板を適宜の温度に設定することができる。
【００３８】
本発明に係る基板保持具では、前記基板保持部材の熱伝導率は前記整合部材の熱伝導率より小さいことを特徴とする。
【００３９】
この構成により、被加熱基板から基板保持具の外部（成膜装置本体部分）への熱伝導を低減するので、成膜装置に適用した場合に、加熱効率を向上することができる。つまり、被加熱基板の設定温度の低下を防止することができる。
【００４０】
本発明に係る基板保持具は、被加熱基板を保持する基板保持部材と、該基板保持部材を保持して成膜装置に整合する整合部材とを備える基板保持具において、前記基板保持部材の外周を囲む壁部材を備えることを特徴とする。
【００４１】
この構成により、成膜装置の熱源からの放射熱を壁部材で包囲することができるので、基板保持具（基板保持部材、整合部材、壁部材）から外部（成膜装置本体部分）へ放出される放射熱を低減する。また、被加熱基板への放射熱を壁部材の特性を変更して適宜調整できるので、被加熱基板への加熱状態（加熱量）を制御する。つまり、基板保持部材、整合部材、壁部材を適切な組み合わせの構成部材とすることにより加熱効率（熱源の利用効率）を向上することができ、熱源の温度が低い場合でも被加熱基板の温度を上昇することができるので、熱源の負担を低減できる。さらに、基板保持部材、整合部材、壁部材を異なる構成部材で構成するので、基板保持部材（の表面）が汚れた場合でも、基板保持部材のみの廃棄で済むことから安価な基板保持具とすることができ、結果的に製品コストを低減することができる。
【００４２】
本発明に係る基板保持具では、前記壁部材は前記基板保持部材及び整合部材により挟持されていることを特徴とする。
【００４３】
この構成により、壁部材を基板保持部材と整合部材により挟持するので、基板保持具として安定的に機能させることができる。
【００４４】
本発明に係る基板保持具では、前記基板保持部材の熱伝導率は前記被加熱基板の熱伝導率より小さいことを特徴とする。
【００４５】
この構成により、基板保持部材の熱伝導率を被加熱基板の熱伝導率より小さくするので、被加熱基板を接触して保持する背面側での加熱を均一化する。つまり、被加熱基板の温度分布を均一化することができ、被加熱基板に成長する膜（結晶膜）の膜厚分布及び抵抗値の面内均一性を向上できる。
【００４６】
本発明に係る基板保持具では、前記壁部材の反射率は前記基板保持部材の反射率より大きいことを特徴とする。
【００４７】
この構成により、壁部材の反射率を基板保持部材の反射率より大きくするので、熱源からの放射熱を壁部材で確実に反射して被加熱基板に照射することができ、被加熱基板に対する加熱量を大きくして、加熱効率を向上することができる。また、反射率を適宜設定できるので、被加熱基板に放射される加熱量を任意に変更し、被加熱基板を適宜の温度に設定することができる。
【００４８】
本発明に係る基板保持具では、前記基板保持部材の熱伝導率は前記整合部材及び壁部材の熱伝導率より小さいことを特徴とする。
【００４９】
この構成により、被加熱基板から基板保持具の外部（成膜装置本体部分）への熱伝導を低減するので、成膜装置に適用した場合に、加熱効率を向上することができる。つまり、被加熱基板の設定温度の低下を防止することができる。
【００５０】
本発明に係る基板保持具では、被加熱基板を載置した状態で搬送する構成としてあることを特徴とする。
【００５１】
この構成により、被加熱基板を載置した状態で搬送する構成とするので、被加熱基板に対して搬送によるストレス、落下などを生じることがなく、被加熱基板の損傷を防止することができる。つまり、搬送の自動化に適合した基板保持具となり、製造工程の作業効率、製品歩留まりを向上することができる。
【００５２】
本発明に係る基板搬送方法は、本発明に係る基板保持具に被加熱基板を載置した状態で被加熱基板を搬送することを特徴とする。
【００５３】
この構成により、予め被加熱基板を載置してから搬送することができ、被加熱基板に対して搬送によるストレス、落下などを生じることがなく、被加熱基板の損傷を防止することができる。つまり、搬送の自動化に適合した基板搬送方法となり、製造工程の作業効率、製品歩留まりを向上することができる。
【００５４】
本発明に係る成膜装置は、本発明に係る基板保持具に被加熱基板を載置して、該被加熱基板に成膜する構成としてあることを特徴とする。
【００５５】
この構成により、加熱効率（熱源の利用効率）が良く、被加熱基板での温度分布の均一性の良い成膜装置とすることができる。つまり、熱源の寿命を長くすることができ、被加熱基板に成長する膜（結晶膜）の膜厚分布及び抵抗値の面内均一性を向上できる。
【００５６】
本発明に係る成膜装置は、有機金属化学気相蒸着装置であることを特徴とする。
【００５７】
この構成により、半導体デバイス、特に化合物半導体デバイスの成膜工程を安定化、効率化することができるので、化合物半導体デバイスの素子特性、歩留まりを向上し、製品コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００５８】
本発明に係る基板保持具によれば、加熱効率が良く、被加熱基板を所定の温度に加熱する場合に熱源の温度を低減（熱源の負担を軽減）でき、熱源の寿命を延ばすことができるという効果を奏する。また、結果的に半導体デバイスの製品コストを低減することができるという効果を奏する。
【００５９】
本発明に係る基板保持具によれば、被加熱基板を均一に加熱することができるので、被加熱基板の割れなどの損傷を防止できるという効果を奏する。また、結果的に被加熱基板に成長する膜（結晶膜）の膜厚分布及び抵抗値の面内均一性を向上でき、高精度で安価な成膜ができるという効果を奏する。
【００６０】
本発明に係る基板保持具によれば、基板保持部材を交換可能に構成することから、高精度で安価な基板保持具を実現できるという効果を奏する。
【００６１】
本発明に係る基板搬送方法によれば、被加熱基板を安定的に搬送することができるので、自動化に適した搬送方法となり、被加熱基板の損傷を防止し、製造工程の作業効率、製品歩留まりを向上するという効果を奏する。
【００６２】
本発明に係る成膜装置によれば、熱源からの放射熱に対する反射機能、包囲機能を有する構成部材を含む複数の構成部材からなる基板保持具を用いることから、加熱効率が良く、熱源の負担を軽減して、熱源の寿命を長くし、製品コストを低減できるという効果を奏する。また、被加熱基板での温度分布の均一性の良い基板保持具を用いることから、被加熱基板に成長する膜（結晶膜）の膜厚分布及び抵抗値の面内均一性を向上できるという効果を奏する。
【００６３】
本発明に係る有機金属化学気相蒸着装置によれば、特に化合物半導体デバイスの成膜工程を安定化、効率化することができるので、化合物半導体デバイスの素子特性、歩留まりを向上し、製品コストを低減するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００６５】
＜実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る基板保持具の断面を示す断面図である。同図において、シリコン結晶、化合物半導体などの被加熱基板１は基板保持部材２によりその外周部を保持されている。基板保持部材２は成膜装置（不図示）に適宜整合（位置合わせ）される整合部材３により保持される。整合部材３は適宜設けた係止部３ａにより、成膜装置に整合して係合され、被加熱基板１が成膜装置の熱源１０に対向するように配置される。
【００６６】
基板保持部材２は被加熱基板１の外径より小さい径の開口部２ａと開口部２ａに隣接して形成され被加熱基板１の外径より大きい径の段差部２ｂとを有する。被加熱基板１は開口部２ａを通して処理面を露出するように基板保持部材２（段差部２ｂ）に載置され、処理面とは反対側の非処理面（背面）を熱源１０に向ける。被加熱基板１の背面には被加熱基板１を基板保持部材２に押圧するように均熱部材４が接触して載置される。基板保持部材２の外周部２ｃは整合部材３に適宜形成された係止部３ｂにより係止されて保持される。
【００６７】
本実施の形態では、整合部材３は基板保持部材２の外周を囲むように形成された壁部３ｗを有する。壁部３ｗは熱源１０を囲むように配置されることから、熱源１０からの放射熱を壁部３ｗで包囲することができるので、基板保持具（基板保持部材２、整合部材３）から外部へ放出される放射熱を低減することができる。つまり、被加熱基板１に対する加熱効率を向上することが可能となる。
【００６８】
また、整合部材３の反射率を均熱部材４の反射率より大きくすることにより、熱源１０からの熱の放射を整合部材３の壁部３ｗで反射して被加熱基板１に向けることができることから、より効率的な加熱が可能となる。
【００６９】
また、基板保持部材２の熱伝導率を整合部材３の熱伝導率より小さくすることにより、基板保持部材２、整合部材３を介して生じる被加熱基板１から成膜装置への熱伝導を低減することができ、より効率的な加熱が可能となる。
【００７０】
被加熱基板１がシリコン、化合物半導体の場合には、基板保持部材２は例えば石英、整合部材３は例えばＢＮ（ボロンナイトライド）、均熱部材４は例えばＳｉＣで構成することができる。これらの反射率、熱伝導率は例えば石英の反射率は約０．１で熱伝導率は１．４（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＢＮの反射率は約０．２で熱伝導率は６３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ＳｉＣの反射率は約０．１５で熱伝導率は２３０（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。
【００７１】
また、開口部２ａに被加熱基板１の処理面を対向して配置するフェイスダウン機構を有する成膜装置では、均熱部材４は被加熱基板１の背面に接触して載置されることから、被加熱基板１を基板保持部材２に安定的に押圧すると共に被加熱基板１を安定して加熱することが可能となる。特に均熱部材４の熱伝導率を被加熱基板１の熱伝導率より大きくすることにより、被加熱基板１に対する背面側からの加熱を均一化することができるという効果がある。また、均熱部材４の面積を被加熱基板１の面積と同じか、より大きくした場合には、被加熱基板１の全面に対する背面側からの加熱をより均一化することができるという効果がある。
【００７２】
本実施の形態に係る基板保持具は、被加熱基板１を基板保持部材２の段差部２ｂに載置して、均熱部材４で押圧することにより、被加熱基板１を安定的に保持することができる。また、基板保持部材２の外周部２ｃを整合部材３の係止部３ｂにより係止することから、整合部材３により基板保持部材２を安定的に保持することができる。したがって、被加熱基板１を保持した状態で基板保持具を安定して搬送することができ、作業効率を向上することができる。このとき、基板保持具を搬送装置（不図示）に適合した適宜の構成（形状）とすることはいうまでもない。
【００７３】
＜実施の形態２＞
図２は、本発明の実施の形態２に係る基板保持具の断面を示す断面図である。実施の形態１と同様な部分には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。同図において、被加熱基板１は基板保持部材５により背面を保持されている。つまり、フェイスアップ機構を有する成膜装置（不図示）に適用可能な基板保持具を示す。基板保持部材５は成膜装置に適宜整合して係合される整合部材６により保持される構成とするので部品点数が減り、基板保持具の組み立て時間を短縮することができる。
【００７４】
本実施の形態では、被加熱基板１は基板保持部材５に適宜形成された平面状凹部５ａに載置して保持され、被加熱基板１の背面は基板保持部材５と平面状凹部５ａの平面で接触している。基板保持部材５の熱伝導率を被加熱基板１の熱伝導率より小さくすることにより、被加熱基板１に対する背面側での加熱を均一化することができるという効果がある。また、被加熱基板１の熱が基板保持部材５を介して熱伝導により放散することを防止できる。
【００７５】
基板保持部材５は整合部材６に適宜形成された平面状凹部６ａに載置して保持され、基板保持部材５の底面は平面状凹部６ａの平面で整合部材６と接触している。つまり、基板保持部材５の底面を整合部材６（平面状凹部６ａ）で保持することから、基板保持具の構成部材の組み立てを簡略化することができる。
【００７６】
また、整合部材６は基板保持部材５の外周を囲む壁部６ｗを有するように構成してある。壁部６ｗは熱源１０を囲むように配置されることから、熱源１０からの放射熱を壁部６ｗで包囲することができるので、基板保持具（基板保持部材５、整合部材６）から外部へ放出される放射熱を低減することができる。つまり、被加熱基板１に対する加熱効率を向上することが可能となる。
【００７７】
整合部材６の反射率を基板保持部材５の反射率より大きくすることにより、熱源１０からの熱の放射を整合部材６の壁部６ｗで反射して被加熱基板１に向けることができることから、より効率的な加熱が可能となる。
【００７８】
また、基板保持部材５の熱伝導率を整合部材６の熱伝導率より小さくすることにより、基板保持部材５、整合部材６を介して生じる被加熱基板１から成膜装置への熱伝導を低減することができ、より効率的な加熱が可能となる。
【００７９】
基板保持部材５、整合部材６としては、実施の形態１と同様な材料、ＳｉＣ、ＢＮをそれぞれに用いることができる。
【００８０】
本実施の形態に係る基板保持具は、被加熱基板１を基板保持部材５の平面状凹部５ａに載置することにより、被加熱基板１を安定的に保持することができる。また、基板保持部材５の底面を整合部材６の平面状凹部６ａに載置して基板保持部材５の外周を壁部６ｗにより囲むことから、整合部材６により基板保持部材５を安定的に保持することができる。したがって、被加熱基板１を保持した状態で基板保持具を安定して搬送することができ、作業効率を向上することができる。このとき、基板保持具を搬送装置（不図示）に適合した適宜の構成（形状）とすることはいうまでもない。
【００８１】
＜実施の形態３＞
図３は、本発明の実施の形態３に係る基板保持具の断面を示す断面図である。実施の形態１、実施の形態２と同様な部分には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。同図において、被加熱基板１は基板保持部材５により背面を保持されている。基板保持部材５は成膜装置に適宜整合して係合される整合部材７により保持される。
【００８２】
実施の形態２では整合部材６に壁部６ｗを設けたが、本実施の形態では、壁部６ｗの代わりに基板保持部材５と整合部材７との間に基板保持部材５の外周を囲む壁部材８を設けている。壁部材８は基板保持部材５及び整合部材７により挟持され、壁状に立設してある。
【００８３】
被加熱基板１は基板保持部材５に適宜形成された平面状凹部５ａに載置して保持され、被加熱基板１の背面は基板保持部材５と平面で接触している。基板保持部材５の熱伝導率を被加熱基板１の熱伝導率より小さくすることにより、被加熱基板１に対する背面側での加熱を均一化することができるという効果がある。また、被加熱基板１の熱が基板保持部材５を介して熱伝導により放散することを防止できる。
【００８４】
基板保持部材５は整合部材７に適宜形成された平面状凹部７ａに載置して保持され、基板保持部材５の底面は整合部材７と平面で接触している。また、整合部材７に適宜形成された終端凸部７ｂと基板保持部材５により壁部材８を挟持している。壁部材８は熱源１０を囲むように配置されることから、熱源１０からの放射熱を壁部材８で包囲することができるので、基板保持具（基板保持部材５、整合部材７）から外部へ放出される放射熱を低減することができる。つまり、被加熱基板１に対する加熱効率を向上することが可能となる。なお、壁部材８は終端凸部７ｂと基板保持部材５により挟持しないで、基板保持部材５と整合部材７の終端凸部７ｂとの間の平面状凹部７ａに立設する構成としても良い。
【００８５】
壁部材８の反射率を基板保持部材５の反射率より大きくすることにより、熱源１０からの熱の放射を壁部材８で反射して被加熱基板１に向けることができることから、より効率的な加熱が可能となる。
【００８６】
基板保持部材５の熱伝導率を整合部材７及び壁部材８の熱伝導率より小さくすることにより、基板保持部材５、整合部材７を介して生じる被加熱基板１から成膜装置への熱伝導を低減することができ、より効率的な加熱が可能となる。
【００８７】
基板保持部材５、整合部材７、壁部材８としては、実施の形態１と同様な材料を用いることができる。壁部材８としては、整合部材７と同様な材料、例えばＢＮ又はアルミナを用いることができる。
【００８８】
本実施の形態に係る基板保持具は、被加熱基板１を基板保持部材５の平面状凹部５ａに載置することにより、被加熱基板１を安定的に保持することができる。また、基板保持部材５の底面を整合部材７の平面状凹部７ａに載置して基板保持部材５の外周を壁部材８により囲むことから、整合部材７により基板保持部材５を安定的に保持することができる。したがって、被加熱基板１を保持した状態で基板保持具を安定して搬送することができ、作業効率を向上することができる。このとき、基板保持具を搬送装置（不図示）に適合した適宜の構成（形状）とすることはいうまでもない。
【００８９】
＜実施の形態４＞
図４は、本発明の実施の形態４に係る成膜装置の側面を模式的に示す部分断面図である。具体的には、成膜装置の一例であるフェイスダウン型ＭＯＣＶＤ装置を示している。直方体箱状のチャンバ１１で構成される反応室１２を貫通して一端にガス供給口１３と他端にはガス排出口１４、その間を結ぶ反応管１５が設置される。ギヤ付き回転台１６は、複数個の球体１７を介して円環状の回転台ベース１８により支持され、外周部の駆動用ギヤ１９により回転駆動される構成としてある。
【００９０】
ギヤ付き回転台１６は、中央部にギヤ付き回転台１６を貫通して設けられた基板保持具配置穴２０を有する。実施の形態１に係る基板保持具は、適宜の形状を有して基板保持具配置穴２０に配置される。例えば実施の形態１に係る基板保持具では、整合部材３の係止部３ａがギヤ付き回転台１６の角部に設けられた係合部１６ａに整合して係合され基板保持具が基板保持具配置穴２０に配置される。薄膜形成時には、ギヤ付き回転台１６は回転装置（不図示）により回転動作を行う。
【００９１】
ギヤ付き回転台１６の上方には被加熱基板１（不図示）を加熱するための熱源１０が設置されている。熱源１０を支持するフランジ２１は、反応室１２を構成するチャンバ１１の上部に伸張収縮自在なベローズ２２を介して接続されている。フランジ２１は、チャンバ１１に対して同図の上下方向に移動可能なように昇降機構２３により支持されている。つまり、熱源１０は同図の上下方向に移動可能となっており、薄膜形成時には、下方に移動して、被加熱基板１を加熱する。
【００９２】
本実施の形態ではフェイスダウン型ＭＯＣＶＤ装置を示したが、フェイスアップ型ＭＯＣＶＤ装置についてもほぼ同様であり、説明は省略する。フェイスアップ型ＭＯＣＶＤ装置では、実施の形態２又は実施の形態３に係る基板保持具を適用することが好ましく、ギヤ付き回転台１６に適宜配置して加熱することにより薄膜形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基板保持具の断面を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る基板保持具の断面を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る基板保持具の断面を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係る成膜装置の側面を模式的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  被加熱基板
２  基板保持部材
２ａ  開口部
２ｂ  段差部
３  整合部材
３ａ、３ｂ  係止部
３ｗ  壁部
４  均熱部材
５  基板保持部材
５ａ  平面状凹部
６  整合部材
６ａ  平面状凹部
６ｗ  壁部
７  整合部材
７ａ  平面状凹部
８  壁部材
１０  熱源
１１  チャンバ
１２  反応室
１３  ガス供給口
１４  ガス排出口
１５  反応管
１６  ギヤ付き回転台
１６ａ  係合部
１７  球体
１８  回転台ベース
１９  駆動用ギヤ
２０  基板保持具配置穴
２１  フランジ
２２  ベローズ
２３  昇降機構
【図１】
2006111913.tif 000003
【図２】
2006111913.tif 000004
【図３】
2006111913.tif 000005
【図４】
2006111913.tif 000006