(57)【要約】【課題】高い加熱効率で被処理基板の面内における温度のバラツキを低減させる。【解決手段】成膜装置は、載置台２０上のＳｉＣ基板Ｗを加熱すると共にＳｉＣ基板Ｗに処理ガスを供給し、該ＳｉＣ基板Ｗに対し成膜処理を行うものであって、載置台２０を収容する内部空間を有し、処理ガスが上記内部空間に供給されると共に誘導加熱されるサセプタ２３と、載置台２０が回転可能に当該載置台２０を支持する回転軸部２１と、外部のＳｉＣ基板Ｗの搬送装置と載置台２０との間でＳｉＣ基板Ｗを受け渡すためにＳｉＣ基板を昇降する昇降部２２と、を備え、回転軸部２１及び昇降部２２は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり融点が１８００℃以上である材料から形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置台上の被処理基板を加熱すると共に該被処理基板に処理ガスを供給し、該被処理基板に対し成膜処理を行う成膜装置であって、
前記載置台を収容する内部空間を有し、前記処理ガスが前記内部空間に供給されると共に誘導加熱される収容部と、
前記載置台が回転可能に当該載置台を支持する回転軸部と、
外部の前記被処理基板の搬送装置と前記載置台との間で前記被処理基板を受け渡すために前記被処理基板を昇降する昇降部と、を備え、
前記回転軸部及び／または前記昇降部は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり融点が１８００℃以上である材料から形成されることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記材料の電気抵抗率は１０〜５０μΩ・ｍであることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記材料は、炭素繊維強化炭素複合材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記収容部は、炭化ケイ素及び／またはグラファイトから形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記収容部の内部空間は、誘導加熱により１６００℃以上に加熱されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記成膜処理によりＳｉＣ膜を形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板に対し成膜処理を行う成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体パワーデバイスといった電子デバイスに、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の化合物半導体が用いられるようになっている。このような電子デバイスの製造では、単結晶の基板上に基板結晶と同じ方位関係を有する膜を成長させるエピタキシャル成長によって、ＳｉＣ膜等の化合物半導体膜が形成される。
【０００３】
特許文献１には、エピタキシャル成長によるＳｉＣ膜の成膜装置として、被処理基板としてのＳｉＣ基板が載置される載置台と、載置台が回転可能に当該載置台を支持する回転軸部と、載置台を収容する内部空間を有するサセプタとを備えるものが開示されている。この特許文献１の成膜装置では、サセプタを誘導加熱することでＳｉＣ基板を加熱しながら、サセプタ内の載置台上のＳｉＣ基板に処理ガスを供給することにより、ＳｉＣ基板上にＳｉＣ膜を形成する。また、この特許文献１の成膜装置では、上記サセプタと載置台との間に設けられる断熱材を備え、該断熱材が設けられた断熱領域が、平面視におけるサセプタ内の上記軸部を含む中心領域と周縁領域との間に形成されている。上記中心領域及び周縁領域の載置台は温度が低い傾向にあるところ、上述のように断熱領域を形成し、載置台における断熱領域の上方の温度を下げて、載置台上のＳｉＣ基板の面内における温度のバラツキを低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１００４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示の成膜装置のように載置台上のＳｉＣ基板の面内における温度のバラツキを低減させることで、ＳｉＣ基板の低温部で発生する欠陥を抑制することが期待される。また、上述のようにＳｉＣ基板の面内における温度のバラツキを低減させることで、ＳｉＣ基板の面内における不純物濃度のバラツキを抑制することができる。しかし、特許文献１の成膜装置は、加熱源であるサセプタと被加熱体である載置台との間に断熱材が設けられているため、加熱効率の点で改善の余地がある。
さらに、載置台の中心に接続された回転軸部を介して当該載置台の熱が逃げてしまい、載置台の面内温度分布が不均一となり、被処理基板の面内温度分布が不均一となる問題がある。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高い加熱効率で被処理基板の面内における温度のバラツキを低減させることが可能な成膜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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、載置台上の被処理基板を加熱すると共に該被処理基板に処理ガスを供給し、該被処理基板に対し成膜処理を行う成膜装置であって、前記載置台を収容する内部空間を有し、前記処理ガスが前記内部空間に供給されると共に誘導加熱される収容部と、前記載置台が回転可能に当該載置台を支持する回転軸部と、外部の前記被処理基板の搬送装置と前記載置台との間で前記被処理基板を受け渡すために前記被処理基板を昇降する昇降部と、を備え、前記回転軸部及び／または前記昇降部は、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり融点が１８００℃以上である材料から形成されることを特徴としている。
【０００８】
本発明にかかる成膜装置は、加熱源であるサセプタと被加熱体である載置台との間に断熱材を設けていないため、高い加熱効率で被処理基板を加熱することができる。また、上記回転軸部及び／または上記昇降部が、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料で形成されているため、載置台の中央の温度が低下しない。したがって、上記回転軸部等を熱伝導率が高い材料で形成する場合に比べて、載置台の中央の領域と該載置台の中央領域の周囲の領域との温度差を低減することができるため、被処理基板の面内における温度のバラツキを低減させることができる。
【０００９】
前記材料の電気抵抗率は１０〜５０μΩ・ｍであってもよい。
【００１０】
前記材料は、炭素繊維強化炭素複合材料であってもよい。
【００１１】
前記収容部は、炭化ケイ素及び／またはグラファイトから形成されてもよい。
【００１２】
前記収容部の内部空間は、誘導加熱により１６００℃以上に加熱されてもよい。
【００１３】
当該成膜装置は、前記成膜処理によりＳｉＣ膜を形成するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高い加熱効率で被処理基板の面内における温度のバラツキを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の構成の概略を模式的に示した図である。
【図２】図１の成膜装置における処理容器内の構成の概略を模式的に示した断面図である。
【図３】確認試験１の結果を示す図である。
【図４】確認試験２における成膜でのホルダ上へのＳｉＣ基板の載置態様を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る成膜装置の構成の概略を模式的に示した図である。
図１の成膜装置１は、略直方体状の処理容器１１を備える。
処理容器１１には、排気ライン１２が接続されており、処理容器１１は、排気ライン１２により所定の減圧状態（圧力）に調整することが可能となっている。排気ライン１２は、処理容器１１に一端が接続される排気管１２ａを有する。排気管１２ａは、排気マニホールド等から成り、処理容器側とは反対側にメカニカルブースターポンプ等からなる真空ポンプ１２ｂが接続されている。排気管１２ａにおける処理容器１１と真空ポンプ１２ｂとの間には、ＡＰＣ（自動圧力制御）バルブや比例制御弁等からなる、処理容器１１内の圧力を調整する圧力調整部１２ｃが設けられている。また、処理容器１１には、圧力計１３が設けられており、圧力調整部１２ｃによる処理容器１１内の圧力の調整は、圧力計１３での計測結果に基づいて行われる。
【００１８】
処理容器１１は、両端に開口部を有する中空の四角柱状の処理容器本体１１ａと、上記開口部を塞ぐように処理容器本体１１ａの両端それぞれに接続される側壁部１１ｂとを有し、処理容器本体１１ａ及び側壁部１１ｂは石英等の誘電体材料により形成されている。
【００１９】
処理容器本体１１ａの外側には、高周波電源１４ａに接続されたコイル１４が設けられている。コイル１４は、処理容器１１内の被処理基板及び後述のサセプタ２３等を誘導加熱する。
【００２０】
処理容器１１内には、ガス供給ライン１５により成膜の原料となる原料ガス等が供給されるよう構成されている。ガス供給ライン１５は、処理容器１１に接続されるガス供給管１５ａと、該ガス供給管１５ａに接続されるガス供給管１５ｂ１〜１５ｂ６とを有する。
【００２１】
ガス供給管１５ｂ１〜１５ｂ６にはそれぞれ、質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１５ｃ１〜１５ｃ６とバルブ１５ｄ１〜１５ｄ６とが設けられている。
ガス供給管１５ｂ１には、ガス供給源１５ｅ１が接続され、該供給源１５ｅ１からＳｉＨ４ガスが供給される。同様に、ガスライン１５ｂ２〜１５ｂ６にはそれぞれガス供給源１５ｅ２〜１５ｅ６が接続され、各ガス供給源１５ｅ２〜１５ｅ６からＣ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガス、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）ガス、ＣｌＦ３ガス、Ａｒガスが供給される。
【００２２】
被処理基板としてのＳｉＣ基板上に、エピタキシャル成長によりｐ型のＳｉＣ膜の成膜を行う場合には、成膜のための原料ガスとして、ガス供給管１５ｂ１〜１５ｂ４からＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガス、ＴＭＡガスが処理容器１１に供給される。なお、ｎ型のＳｉＣ膜の成膜のために、Ｎ２ガス用のガス供給源とガス供給管等を設けておいてもよい。
また、処理容器１１内の構造物に付着した異物を除去する際には、例えば、ガス供給管１５ｂ３、１５ｂ５、１５ｂ６からＣｌＦ３ガス、Ｈ２ガス、Ａｒガスのうちの１種が、または、これらのうちの２種以上のガスが混合されて、処理容器１１に供給される。
【００２３】
また、成膜装置１は制御部１００を備えている。制御部１００は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、ＭＦＣ１５ｃ１〜１５ｃ６やバルブ１５ｄ１〜１５ｄ６、高周波電源１４ａ、圧力調整部１２ｃ、後述の回転駆動部や昇降駆動部等を制御して成膜処理を行うためのプログラムも格納されている。
【００２４】
なお、上記のプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルデスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１００にインストールされたものであってもよい。
【００２５】
続いて、処理容器１１内の構成について説明する。図２は、図１の成膜装置１における処理容器１１内の構成の概略を模式的に示した断面図である。
処理容器１１の内部には、図２に示すように、被処理基板としてのＳｉＣ基板Ｗ（以下、基板Ｗ）がホルダＨを介して載置される載置台２０と、載置台２０を回転させると共に該載置台２０を支持する回転軸部２１と、基板Ｗが載置されたホルダＨを昇降させる昇降部２２と、が設けられている。また、処理容器１１の内部には収容部としてのサセプタ２３が設けられており、サセプタ２３は、載置台２０を収容する内部空間を有すると共に、処理ガスが、載置台２０の一端から載置台２０の中心上を通り載置台２０の他端に至るように上記内部空間に供給される。
【００２６】
ホルダＨは、複数枚の基板Ｗをまとめて成膜装置１に搬出入するためのものであり、複数枚の基板Ｗを保持する。また、ホルダＨは、耐熱性が高くかつ誘導加熱による加熱が容易な導電性材料で形成されており、例えば、基板Ｗが搭載される上面がＳｉＣによりコーティングされたグラファイト製の部材から構成される。なお、ホルダＨは例えば載置台２０より小径の円板状に形成されている。
【００２７】
載置台２０は、鉛直方向下側に凹む凹部２０ａを上面に有する円板状に形成されており、処理容器１１の内部において水平に設けられている。また、上記凹部２０ａにはホルダＨが嵌る。さらに、凹部２０ａの底部中心には、鉛直方向下側に凹む凹所２０ｂが形成されており、この凹所２０ｂに後述の支持部２２ａが嵌る。この載置台２０が回転軸部２１により回転されることにより、ホルダＨも回転されるようになっている。
載置台２０は、耐熱性が高くかつ誘導加熱による加熱が容易な導電性材料で形成されており、例えば、上面がＳｉＣによりコーティングされたグラファイト製の部材から構成される。
【００２８】
回転軸部２１は、その一端が載置台２０の下部中央に接続され、他端が処理容器１１の底部を突き抜けてその下方に至り、回転駆動機構（図示せず）に接続されている。上記回転駆動機構により回転軸部２１が回転されることにより、載置台２０が回転するようになっている。
【００２９】
この回転軸部２１は、熱伝導率が比較的低く電気抵抗率が比較的高い材料で形成され、具体的には、熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下、融点が１８００℃以上であり例えば電気抵抗率が１０〜５０μΩ・ｍである材料から形成され、さらに具体的には、炭素繊維強化炭素複合材料で形成される。炭素繊維強化炭素複合材料としては、例えば、繊維軸と平行な方向の熱伝導率が３１Ｗ／ｍ・Ｋ、繊維軸に垂直な方向の熱伝導率が１２Ｗ／ｍ・Ｋ、電気抵抗率が２２μΩ・ｍである東洋炭素株式会社製のＣＸ−３１を用いることができる。なお、上記ＣＸ−３１を用いる際は、繊維軸に垂直な方向と回転軸部２１の軸方向が平行になるように回転軸部２１は形成される。
【００３０】
昇降部２２は、成膜装置１の外部の基板Ｗの搬送装置と載置台２０との間で基板Ｗを受け渡すためのものであり、本例では、基板Ｗが載置されたホルダＨを受け渡す。この昇降部２２は、ホルダＨより小径の円板状に形成されホルダＨを支持する支持部２２ａと、支持部２２ａの下面に接続され支持部２２ａを昇降させる昇降軸２２ｂとを有する。昇降軸２２ｂが昇降駆動機構（図示せず）により昇降されることにより、ホルダＨすなわち基板Ｗが昇降されるようになっている。
この支持部２２ａと昇降軸２２ｂは、回転軸部２１と同様な材料で形成される。後述するように、回転軸部２１と支持部２２ａと昇降軸２２ｂを、炭素繊維強化炭素複合材料等の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材料で形成することにより、基板Ｗの温度の面内均一性を向上させることができる。
【００３１】
サセプタ２３は、互いに対向する二つの面に開口が設けられた直方体状に形成され、一方の面の開口から処理ガスが供給され、他方の面の開口から処理ガスが排出される構造となっている。この構造では、基板Ｗ上に供給される処理ガスは基板Ｗに平行な方向に沿って供給され、排出される。
サセプタ２３は、耐熱性が高くかつ誘導加熱による加熱が容易な導電性材料で形成されており、例えば、基板Ｗ側の面がＳｉＣによりコーティングされたグラファイト製の部材から構成される。
【００３２】
また、サセプタ２３の外周には、該サセプタ２３と処理容器１１とを断熱する断熱材２４が設けられている。断熱材２４は、例えば、空隙率が大きい繊維状のカーボン材料を用いて形成される。
なお、図示は省略するが、断熱材２４の外側には、断熱材２４を処理容器１１から離間させた状態で該断熱材２４を保持するための保持構造体が設けられている。
【００３３】
次に、成膜装置１を用いた、成膜処理を含む基板処理を説明する。
まず、基板Ｗが載置されたホルダＨを、処理容器１１内に搬入する（ステップＳ１）。具体的には、上記ホルダＨを、成膜装置１の外部の搬送手段（図示せず）を用いて、成膜装置１の外部からゲートバルブ（図示せず）を介して処理容器１１内に搬入し、載置台２０の上方に位置させる。次に、昇降部２２を上昇させ、支持部２２ａによりホルダＨを支持する。次いで、上記搬送手段を処理容器１１内から退避させると共に、昇降部２２を下降させ、ホルダＨを載置台２０上に載置する。
【００３４】
ホルダＨの搬入後、処理容器１１内に原料ガスを供給すると共に、高周波電源１４ａからコイル１４に高周波電力を印加することで基板Ｗを加熱し、エピタキシャル成長により基板Ｗ上にｐ型のＳｉＣ膜を成膜する（ステップＳ２）。具体的には、バルブ１５ｄ１〜１５ｄ４を開状態とし、ＭＦＣ１５ｃ１〜１５ｃ４で流量を調整して、処理容器１１内にＳｉＨ４ガス、Ｃ３Ｈ８ガス、Ｈ２ガス、ＴＭＡガスを供給する。また、高周波電源１４ａからコイル１４に高周波電力を印加することで、誘導加熱されたホルダＨ、載置台２０、サセプタ２３からの輻射や熱伝導により基板Ｗを加熱する。なお、成膜中において、処理容器１１内の圧力は例えば１０Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒであり、基板Ｗの温度は例えば１５００℃〜１７００℃である。
【００３５】
成膜完了後、基板Ｗが支持されているホルダＨを処理容器１１から搬出する（ステップＳ３）。具体的には、バルブ１５ｄ１〜１５ｄ４を閉状態とし、原料ガスの供給を停止した後、昇降部２２を上昇させ、基板Ｗが支持されているホルダＨを上昇させる。そして、成膜装置１の外部の搬送手段をゲートバルブを介して処理容器１１内に挿入し、昇降部２２の支持部２２ａの下方に位置させる。その後、昇降部２２を下降させ、ホルダＨを支持部２２ａから上記搬送手段に受け渡し、該搬送手段を処理容器１１から退避させることにより、基板Ｗが保持されているホルダＨを処理容器１１から搬出する。なお、基板Ｗの搬出中、コイル１４への高周波電力の供給を遮断してもよいが、次工程において最適な載置台２０及びサセプタ２３の温度になるよう制御しながらコイル１４へ高周波電力を供給することが好ましい。
【００３６】
ホルダＨの搬出後、ステップＳ１に処理を戻して、別の基板Ｗが載置されたホルダＨを処理容器１１内に搬入し、ステップＳ１〜ステップＳ３の処理を繰り返す。
【００３７】
続いて、本実施形態の成膜装置１の効果を説明する。
成膜装置１と同様な構成でＳｉＣ膜を成膜する装置において、平面視中央の領域（以下、中央領域と省略）における載置台の温度やホルダの温度が低いことが知られていたが、本発明者らが鋭意検討したところ、中央領域における載置台の温度やホルダの温度が低いことは、中央領域に位置する部材の材料が原因の１つであることを知見した。具体的には以下の通りである。
【００３８】
従来の成膜装置では、本実施形態の成膜装置１の中央領域に位置する回転軸部２１及び昇降部２２に相当するものが、ＳｉＣまたはグラファイトにより形成されていた。ＳｉＣまたはグラファイトの熱伝導率は、金属材料等と比べると低いものの、１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上と比較的高い。そのため、従来の成膜装置では、載置台やホルダが加熱されても、これら載置台やホルダの中央部が回転軸部及び昇降部を介して放熱される結果、載置台やホルダの中央部においてこれら載置台やホルダの温度が低くなっていると考えられる。なお、中央部とは、上記中央領域に位置する部分であって、回転軸部及び昇降部の上方に位置する部分を意味する。
【００３９】
それに対し、本実施形態の成膜装置１では、中央領域に位置する回転軸部２１及び昇降部２２の熱伝導率が１５Ｗ／ｍ・Ｋとさらに低いため、載置台２０やホルダＨが加熱されたときに、これら載置台２０やホルダＨの中央部が回転軸部２１及び昇降部２２を介して放熱されないので、載置台２０やホルダＨの中央部においてこれら載置台２０やホルダＨの温度が低下するのを防ぐことができる。
また、回転軸部２１及び昇降部２２の電気抵抗率は、１０〜５０μΩ・ｍであり比較的低いため、回転軸部２１及び昇降部２２が誘導加熱により昇温されることが、載置台２０やホルダＨの中央部における温度低下を防ぐことができる理由の１つと考えられる。
【００４０】
したがって、本実施形態の成膜装置１では、載置台２０の中央部を覆うように／上記中央部に掛かるように該載置台２０上に載置された基板Ｗの温度の面内均一性が向上する。このように基板Ｗの温度の面内均一性が向上する結果、以下の効果（１）〜（３）がある。
【００４１】
（１）欠陥発生の抑制
本実施形態の成膜装置１では、載置台２０の中央部を覆うように／上記中央部に掛かるように該載置台２０に載置された基板Ｗであっても、例えば直径が６インチで上記中央部に覆うように／掛かるように載置せざるを得ないような基板Ｗであっても、基板Ｗの上記中央部を覆う部分／中央部にかかる部分（以下、基板Ｗの中央位置部分と省略することがある）の温度が低下していない。そのため基板Ｗの中央位置部分における熱起因や熱応力起因の欠陥（例えば三角欠陥や基底面転移欠陥）の発生を抑制することができる。
【００４２】
（２）低速成長における膜厚均一性の改善
成膜時における膜の堆積速度は温度依存性が小さく、成膜時におけるＨ２ガスによるエッチング速度は温度に比例する温度依存性が大きい。そして、薄膜形成等のために低速で成膜する場合、成膜時における膜の堆積速度と成膜時におけるＨ２ガスによるエッチング速度とに差があまりない。そのため、低速で成膜する場合、従来のように載置台やホルダの中央部の温度が低いと、被処理基板の中央位置部分上の膜厚が厚くなる。それに対し、本実施形態では、基板Ｗの中央位置部分の温度が低下していないため、低速で成膜する場合に膜厚の面内均一性を向上させることができる。
【００４３】
（３）ｐ型ＳｉＣ膜の成膜時の不純物濃度均一性の改善
アルミニウム（Ａｌ）をドーパントとするｐ型のＳｉＣ膜を形成する場合には、ＳｉＣ膜に取り込まれる不純物の濃度は、ＳｉＣ基板の温度が低い領域では高くなり、上記温度が高い領域では低くなる。本実施形態では、基板Ｗの中央位置部分の温度が低下していないため、ｐ型のＳｉＣ膜の成膜における不純物濃度の面内均一性を向上させることができる。
【００４４】
ところで、ＣｌＦ３ガスを用いたサセプタ２３への付着物の除去処理は温度依存性がある。また、サセプタ２３の温度は、該サセプタ２３と対向する載置台２０の輻射熱の影響を受ける。本実施形態の成膜装置１では、前述のように載置台２０の中央部の温度が低下していないため、載置台２０の中央部に対向するサセプタ２３の中央部の温度も低下しない。そのため、サセプタ２３への付着物の除去を面内で均一に行うことができる。
【００４５】
また、本実施形態の成膜装置１では、前述のようにホルダＨの中央部の温度が低下しないため、成膜時にホルダＨに働く熱応力を緩和させることができる。したがって、ホルダＨが反ったり、成膜処理時に原料ガスの流れが乱れたりするのを防ぐことができる。
【００４６】
さらに、本実施形態では、回転軸部２１及び昇降部２２は、炭素繊維強化炭素複合材料で形成されているため、ＳｉＣまたはグラファイトで形成された場合と同様に、耐熱性に優れ、Ｈ２ガスやＣｌＦ３ガスに対する耐性があり、機械的強度が高い。また、回転軸部２１及び昇降部２２は、炭素繊維強化炭素複合材料で形成されており不純物濃度が低いので、これらが成膜時に不要な不純物源とならない。
【００４７】
さらに、炭素繊維強化炭素複合材料はＳｉＣに比べて安価である。したがって、回転軸部２１及び昇降部２２を炭素繊維強化炭素複合材料で形成することによりコストダウンを図ることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、成膜装置１の回転軸部２１等の材料の融点は、１８００℃以上であり、成膜装置１を用いた基板処理における基板Ｗの最高温度より低い。そのため、上記基板処理中に回転軸部２１が溶けること等がない。
【００４９】
以上の説明では、回転軸部２１と、昇降部２２の支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの全てが、炭素繊維強化炭素複合材料等の熱伝導率の低い材料から形成されているものとした。しかし、この例に限られず、回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの少なくともいずれか１つが炭素繊維強化炭素複合材料等の熱伝導率の低い材料から形成されていればよい。
【実施例】
【００５０】
（確認試験１）
ホルダＨの面内温度分布について確認試験を行った。この確認試験（以下、確認試験１）では、ホルダＨの径方向に沿って基板Ｗを並べて、Ｈ２ガスを用いたエッチングを行い、温度依存性のあるエッチング量と温度の関係式から、ホルダＨの温度分布を算出した。なお、ホルダＨのエッジから径方向に１４０〜１６０ｍｍ離間した領域内に、回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂが位置する。
【００５１】
実施例１では、図１等を用いて説明した成膜装置１においてＨ２ガスを用いたエッチングを行った。実施例２では、支持部２２ａがグラファイトで形成され昇降軸２２ｂがＳｉＣで形成されている点でのみ上述の成膜装置１と異なる成膜装置において上記エッチングを行った。比較例１では、回転軸部２１及び昇降軸２２ｂがＳｉＣで形成され支持部２２ａがグラファイトで形成されている点でのみ上述の成膜装置１と異なる成膜装置において上記エッチングを行った。
【００５２】
図３に示すように、回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂがＳｉＣで形成された比較例１では、基板ＷにおいてホルダＨの中央部と周縁部との間の中間領域に位置する部分と、基板ＷにおいてホルダＨの中央部に位置する部分との温度差は４０℃以上である。それに対し、回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂが炭素繊維強化炭素複合材料で形成された実施例１では、基板Ｗの上記温度差は２０℃以下である。炭素繊維強化炭素複合材料で形成された実施例２でも、基板Ｗの上記温度差は３０℃程度である。
つまり、回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂのうち少なくとも回転軸部２１を炭素繊維強化炭素複合材料で形成することで、基板Ｗの温度の面内均一性を向上させることができる。
【００５３】
なお、基板ＷにおいてホルダＨの周縁部に位置する部分の温度が低いのは、ホルダの周縁部の近傍に、処理ガスの導入口及び排気口が設けられているため、ホルタの周縁部の熱が処理ガスに奪われるためである。
【００５４】
（確認試験２）
基板Ｗにおける載置台２０の中央部を覆う部分／中央部にかかる部分の欠陥発生抑制について確認試験を行った。この確認試験（確認試験２）では、図４に示すように、直径３００ｍｍのホルダＨの中央部に掛かるように１枚の直径３インチの基板Ｗ（以下、内側基板Ｗ）を載置し該内側基板Ｗの径方向外側にもう１枚の直径３インチの基板Ｗ（以下、外側基板Ｗ）を載置してＳｉＣ膜の成膜を行い、成膜されたＳｉＣ膜中の基底面転位欠陥をフォトルミネッセンス法により検出した。
実施例３では、図１等を用いて説明したように回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂが炭素繊維強化炭素複合材料で形成された成膜装置１で成膜を行った。一方、比較例２では、回転軸部２１及び昇降軸２２ｂがＳｉＣで形成され支持部２２ａがグラファイトで形成されている点でのみ成膜装置１と異なる成膜装置で成膜を行った。なお、実施例３と比較例２とでは同一ロットの基板Ｗを使用した。また、以下の欠陥の個数は、３インチウェハ１枚当たりの欠陥の個数である。
【００５５】
比較例２では、内側基板Ｗと外側基板Ｗとで、成膜されたＳｉＣ膜の中の欠陥の数に大きな差はなく、共に２５００個程度であった。それに対し、実施例３では、外側基板Ｗ上に成膜されたＳｉＣ膜中の欠陥の数は、２７００個であり、比較例２と変わりはなかったが、内側基板Ｗ上に成膜されたＳｉＣ膜中の欠陥の数は、１６００個程度であり、比較例３に比べて大幅に減少していた。
この結果からも明らかのように、本実施形態の成膜装置１では、基板Ｗの中央位置部分における欠陥の発生を抑制することができる。
【００５６】
（確認試験３）
炭素繊維強化炭素複合材料で形成された回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの耐久性について確認試験を行った。この確認試験（確認試験３）ではまず、炭素繊維強化炭素複合材料で形成された未使用の回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂをＨ２雰囲気に暴露させた。そして暴露させた時間が４００分以上を超えたときに、回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの質量の未使用時からの変化量を算出した。また、その後、ＣｌＦ３ガスを用いた前述の除去処理を１時間行い、該除去処理前後の回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの質量の変化量を算出した。なお、Ｈ２アニール処理は１６００℃以上のＨ２ガス雰囲気下で行われ、除去処理は５００℃以上のＣｌＦ３ガス雰囲気下で行われた。
【００５７】
確認試験３では、Ｈ２アニール処理による回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの質量の変化量は、それぞれ−０．０３ｇ以下、−０．０２ｇ以下、−０．００５ｇ以下であり、ＣｌＦ３ガスを用いた除去処理による回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂの質量の変化量は、それぞれ−０．００２ｇ以下、０ｇ、０．００３ｇ以下であった。この結果からも明らかなように、炭素繊維強化炭素複合材料で形成された回転軸部２１、支持部２２ａ及び昇降軸２２ｂは、高温のＨ２ガス及びＣｌＦ３ガスにも侵食されることがない。
【００５８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、エピタキシャル成長によりＳｉＣ膜を成膜する技術に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１  成膜装置
１１  処理容器
１４  コイル
１４ａ  高周波電源
１５  ガス供給ライン
２０  載置台
２１  回転軸部
２２  昇降部
２２ａ  支持部
２２ｂ  昇降軸
２３  サセプタ
２４  断熱材
１００  制御部
Ｗ  ＳｉＣ基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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