(57)【要約】【課題】結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法と、該炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法に用いる基板支持部材および炭化珪素半導体製造装置とを提供する。【解決手段】ベース基板を準備する工程（Ｓ１０）と、ベース基板を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２０）と、除電する工程（Ｓ２０）の後、除電されているベース基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長する工程（Ｓ３０）とを備える。【選択図】図５
2015101503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース基板を準備する工程と、
前記ベース基板を絶縁状態において除電する工程と、
前記除電する工程の後、除電されている前記ベース基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長する工程とを備える、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項２】
前記除電する工程は、前記ベース基板を基板支持部材上に搭載している状態で、前記ベース基板および前記基板支持部材を絶縁状態において除電する、請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項３】
前記除電する工程は、前記ベース基板を基板支持部材上に搭載する工程と、
前記搭載する工程の前に前記ベース基板を絶縁状態において除電する工程と、
前記搭載する工程の後に前記ベース基板および前記基板支持部材を絶縁状態において除電する工程とを含む、請求項１に記載の炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項４】
ベース基板を載置可能に設けられている第１の面と、前記第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し、導電体からなる本体部と、
前記第２の面に設けられ、前記本体部と外部とを電気的に接続するための接続端子部とを備える、基板支持部材。
【請求項５】
前記接続端子部は、前記第２の面の中央部に設けられている、請求項４に記載の基板支持部材。
【請求項６】
ベース基板を載置するための絶縁部材と、
前記絶縁部材に付設されており、前記ベース基板を除電可能に設けられている除電部材とを備える、炭化珪素半導体製造装置。
【請求項７】
前記ベース基板を処理する第１の処理室をさらに備え、
前記第１の処理室は、前記ベース基板を載置するための第１の絶縁部材と、前記第１の絶縁部材に付設されている第１の除電部材とを含む、請求項６に記載の炭化珪素半導体製造装置。
【請求項８】
前記ベース基板を基板支持部材に搭載した状態で処理する第２の処理室をさらに備え、
前記第２の処理室は、前記ベース基板を搭載している前記基板支持部材を載置するための第２の絶縁部材と、前記第２の絶縁部材に付設されている第２の除電部材とを含む、請求項６または請求項７に記載の炭化珪素半導体製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、基板支持部材、および炭化珪素半導体製造装置に関し、特にパーティクルに起因した結晶欠陥等の発生が低減されている炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、該炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法に用いる基板支持部材および炭化珪素半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、炭化珪素（ＳｉＣ）を用いた半導体装置が検討されている。炭化珪素半導体装置は炭化珪素エピタキシャル基板を用いて製造されるが、一般に炭化珪素エピタキシャル基板は、炭化珪素からなるベース基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長することにより作製される。
【０００３】
炭化珪素エピタキシャル基板の品質は炭化珪素半導体装置の品質や歩留まり等に直結するものである。炭化珪素エピタキシャル基板の品質として重要な指標の１つに、結晶欠陥が挙げられる。
【０００４】
特開２００８−１５９７４０号公報には、ＣＶＤ装置の反応室部材から基板へのパーティクル付着を抑制するという観点から、ＳｉＣ単結晶の成膜工程前にＳｉＣ結晶のパーティクルを水素ガスエッチング処理してクリーニング処理する工程を備えるＳｉＣ単結晶の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５９７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、炭化珪素半導体装置においても今後さらなる微細化が進むと考えられるため、結晶欠陥のさらなる低減が求められる。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものである。本発明の主たる目的は、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法と、該炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法に用いる基板支持部材および炭化珪素半導体製造装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、ベース基板を準備する工程と、ベース基板を絶縁状態において除電する工程と、除電する工程の後、除電されているベース基板上に炭化珪素をエピタキシャル成長する工程とを備える。
【０００９】
本発明に係る基板支持部材は、ベース基板を載置可能に設けられている第１の面と、第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し、導電体からなる本体部と、第２の面に設けられ、本体部と外部とを電気的に接続するための接続端子部とを備える。
【００１０】
本発明に係る炭化珪素半導体製造装置は、ベース基板を載置するための絶縁部材と、絶縁部材に付設されており、ベース基板を除電可能に設けられている除電部材とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法と、該炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法に用いる基板支持部材および炭化珪素半導体製造装置とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る炭化珪素半導体製造装置を説明するための図である。
【図２】実施の形態１に係る炭化珪素半導体製造装置を説明するための図である。
【図３】実施の形態１に係る炭化珪素半導体製造装置を説明するための図である。
【図４】実施の形態１に係る基板支持部材を説明するための図である。
【図５】実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法のフローチャートである。
【図６】実施の形態２に係る炭化珪素半導体製造装置を説明するための図である。
【図７】実施の形態３に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１４】
[本願発明の実施形態の説明]
はじめに、本発明の実施の形態の概要を列挙する。
【００１５】
本願発明者らの鋭意研究の結果、従来の炭化珪素エピタキシャル成長基板の製造方法においては、エピタキシャル成長前において準備されたベース基板が数ｋｅＶ程度にまで帯電している場合があることが確認された。この場合、たとえば作業環境中のパーティクルを低減するためにクリーン環境下で上記製造方法が実施されたとしても、ベース基板にはパーティクルが付着しやすく、該パーティクルは炭化珪素エピタキシャル基板における結晶欠陥の要因となると考えられる。本願発明者らは、ベース基板の帯電を防止することにより、炭化珪素エピタキシャル基板の結晶欠陥をさらに抑制することができると考え、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を完成させた。
【００１６】
（１）本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、ベース基板１を準備する工程（Ｓ１０）と、ベース基板１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２０）と、除電する工程（Ｓ２０）の後、除電されているベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長する工程（Ｓ３０）とを備える。
【００１７】
本明細書において「除電」とは、静電気帯電の電荷により生じた電位を下げることをいうものとする。
【００１８】
また、本明細書において、基板支持部材１１とは、炭化珪素半導体製造装置１００の搬送室にベース基板１を載置した状態で投入されるウエハキャリアや、炭化珪素半導体製造装置１００の成長室Ｒ５にベース基板１を載置した状態で投入されるウエハトレイ等を含むものとする。
【００１９】
このようにすれば、ベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長する（工程（Ｓ３０））前に、ベース基板１を絶縁状態において除電する（工程（Ｓ２０））ことによりベース基板１を確実に除電することができる。ベース基板１の除電後においても、ベース基板１が除電されている状態を維持しながら炭化珪素半導体製造装置１００の成長室Ｒ５内にベース基板１を配置することにより、ベース基板１が帯電することを抑制することができる。この結果、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、ベース基板１にパーティクルが付着することを抑制することができるため、該ベース基板１上にエピタキシャル成長される炭化珪素エピタキシャル層にパーティクルに起因した結晶欠陥が生じることを抑制することができる。つまり、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法により得られる炭化珪素エピタキシャル基板は、結晶欠陥が低減されている。
【００２０】
（２）本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法において、除電する工程（Ｓ２０）は、ベース基板１を基板支持部材１１上に搭載している状態で、ベース基板１および基板支持部材１１を絶縁状態において除電してもよい。
【００２１】
このようにすれば、炭化珪素半導体製造装置１００においてベース基板１が基板支持部材１１上に搭載されている状態でベース基板１上にエピタキシャル成長がなされる場合においても、成長する工程（Ｓ３０）の前に、ベース基板１および該ベース基板１を搭載している基板支持部材１１を同時に除電することができる。そのため、ベース基板１に付着したパーティクルに起因して炭化珪素エピタキシャル層に結晶欠陥が生じることを抑制することができ、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板を得ることができる。
【００２２】
（３）  本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法において、除電する工程（Ｓ２０）は、ベース基板１を基板支持部材１１上に搭載する工程（Ｓ２２）と、搭載する工程（Ｓ２２）の前にベース基板１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２１）と、搭載する工程（Ｓ２２）の後にベース基板１および基板支持部材１１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２３）とを含んでもよい。
【００２３】
このようにすれば、たとえばベース基板１がウエハカセット等に収容されて炭化珪素半導体製造装置１００内に投入される場合であって、当該炭化珪素半導体製造装置１００内においてウエハトレイ等の基板支持部材１１にベース基板１が搭載される場合にも、工程（Ｓ３０）の前にベース基板１を確実に除電することができる。具体的には、たとえば基板支持部材１１上に工程（Ｓ２１）において除電したベース基板１を搭載する際に、ベース基板１と基板支持部材１１との間での摩擦によりベース基板１および基板支持部材１１が帯電した場合であっても、工程（Ｓ２２）においてベース基板１および基板支持部材１１を確実に除電することができる。その結果、工程（Ｓ３０）では、パーティクルの付着が抑制されたベース基板１に対してエピタキシャル成長をすることができ、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板を製造することができる。
【００２４】
（４）  本実施の形態に係る基板支持部材１１は、ベース基板１を載置可能に設けられている第１の面と、第１の面の反対側に位置する第２の面とを有し、導電体からなる本体部１１Ａと、第２の面に設けられ、本体部と外部とを電気的に接続するための接続端子部１１Ｂとを備える。
【００２５】
このようにすれば、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法において、たとえば工程（Ｓ２０）の後であって工程（Ｓ３０）の前に基板支持部材１１に帯電した場合であっても、炭化珪素半導体製造装置において基板支持部材１１を載置したときに接続端子部１１Ｂに接触可能に設けられている接地ラインを用いて基板支持部材１１を容易に除電することができる。
【００２６】
（５）  本実施の形態に係る基板支持部材１１において、接続端子部１１Ｂは、第２の面の中央部に設けられていてもよい。
【００２７】
このようにすれば、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法において用いられる炭化珪素半導体製造装置１００が、ベース基板１とこれを載置している基板支持部材１１とを併せて成長室Ｒ５に投入するように設けられている場合（すなわち基板支持部材１１がウエハトレイとして構成されている場合）であっても、基板支持部材１１の第２の面の中央部はエピタキシャル成長中において上記成長室Ｒ５内に表出されない。この結果、基板支持部材１１がベース基板１とともにエピタキシャル成長条件下に置かれても、接続端子部を構成する材料が成長室Ｒ５内に揮発、析出等することにより、炭化珪素エピタキシャル基板内に混入されることを防止することができる。
【００２８】
（６）本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００は、ベース基板１を載置するための絶縁部材２１と、絶縁部材２１に付設されており、ベース基板１を除電可能に設けられている除電部材３１とを備える。
【００２９】
このようにすれば、絶縁部材２１上に配置されて絶縁状態にあるベース基板１に対し、除電部材３１により該ベース基板１を除電することができる。これにより、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法における工程（Ｓ２０）および工程（Ｓ３０）を炭化珪素半導体製造装置１００内で実施することができる。その結果、たとえば当該工程（Ｓ２０）および工程（Ｓ３０）を作業者による手作業により実施する場合よりも、高効率で除電させることができ、かつ、エピタキシャル成長前に確実に除電させることができる。また、従来の炭化珪素半導体製造装置１００に絶縁部材２１および除電部材３１を設けることにより、本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００を容易に準備することができる。
【００３０】
（７）本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００は、ベース基板１を処理する第１の処理室（Ｒ７）をさらに備え、第１の処理室は、ベース基板１を載置するための第１の絶縁部材（２７）と、第１の絶縁部材（２７）に付設されている第１の除電部材（３７）とを含んでいてもよい。
【００３１】
このようにすれば、ベース基板１を炭化珪素半導体製造装置１００の成長室Ｒ５に配置する前に、第１の処理室（Ｒ７）においてベース基板１を処理することにより、ベース基板１を絶縁状態において除電することができる。たとえば、第１の処理室（Ｒ７）はベース基板１を第２の処理室（Ｒ１）に搬送するための搬送室であって、第１の絶縁部材（２７）は搬送用アームとして設けられていてもよい。第１の除電部材（３７）は、たとえば搬送用アームとしての第１の絶縁部材（２７）に搭載されているベース基板１に対して正負のイオンを供給することにより除電可能とするように設けられている。この場合、ベース基板１を搬送すると同時にベース基板１を除電することができる。この結果、除電後のベース基板１を除電されている状態を保ったままロードロック室Ｒ６から成長室Ｒ５内に搬送することにより、パーティクルの付着が抑制されたベース基板１に対してエピタキシャル成長をすることができ、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板を製造することができる。
【００３２】
（８）本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００は、ベース基板１を基板支持部材１１に搭載した状態で処理する第２の処理室（除電室Ｒ１）をさらに備え、第２の処理室（Ｒ１）はベース基板１を搭載している基板支持部材１１を載置するための第２の絶縁部材（２１）と、第２の絶縁部材（２１）に付設されている第２の除電部材（３１）とを含んでもよい。
【００３３】
このようにすれば、たとえばベース基板１とこれを載置している基板支持部材１１とを併せて成長室Ｒ５に投入するように設けられている炭化珪素半導体製造装置１００において、ベース基板１およびそれを搭載している基板支持部材１１を同時に除電することができる。この結果、除電後のベース基板１および基板支持部材１１を除電されている状態を保ったまま第２の処理室（Ｒ１）から成長室Ｒ５に搬送することにより、パーティクルの付着が抑制されたベース基板１に対してエピタキシャル成長をすることができ、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板を製造することができる。なお、第２の処理室（Ｒ１）から成長室Ｒ５に搬送する搬送機構は、任意の構成を備えていればよいが、好ましくは導電性部材で構成されてかつ接地されている。
【００３４】
[本願発明の実施形態の説明]
次に、本発明の実施の形態の詳細について説明する。
【００３５】
まず、図１〜図３を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置について説明する。本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００は、ベース基板１に対して炭化珪素をエピタキシャル成長可能とする装置であって、たとえばＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置である。ＣＶＤ装置１００は、主に、第２の除電室としての除電室Ｒ１と、昇降温室Ｒ３と、成長室Ｒ５とで構成されている。また、ＣＶＤ装置１００には、除電室Ｒ１と昇降温室Ｒ３との間において基板支持部材１１を搬送するための搬送用アーム４２が設けられている搬送室Ｒ２と、昇降温室Ｒ３と成長室Ｒ５との間において基板支持部材１１を搬送するための搬送用アーム４４が設けられている搬送室Ｒ４とが設けられている。なお、搬送用アームおよび搬送室は除電室Ｒ１、昇降温室Ｒ３、および成長室Ｒ５との間において１つ設けられていてもよい。この場合、除電室Ｒ１と成長室Ｒ５との間を直接搬送させることができる。
【００３６】
除電室Ｒ１は、たとえばベース基板１を搭載している基板支持部材１１を炭化珪素半導体製造装置１００に投入するためのいわゆるロードロック室である。除電室Ｒ１には、絶縁性を有する絶縁部材２１が設けられている。除電部材３１は、任意の方法でベース基板１および基板支持部材１１を除電可能とする部材であればよいが、たとえば正負のイオンを発生させるイオナイザとして構成されている。
【００３７】
除電室Ｒ１において、ベース基板１を搭載した基板支持部材１１は絶縁部材２１上に載置される。このとき、絶縁部材２１は、１枚の基板支持部材１１を載置可能に設けられていてもよいし、複数枚の基板支持部材１１を載置可能に設けられていてもよい。絶縁部材２１はたとえばカセット状に設けられていてもよい。また、絶縁部材２１に載置されている基板支持部材１１は、１枚または複数枚のベース基板１を搭載していればよい。
【００３８】
搬送室Ｒ２は、真空バルブ（ゲートバルブ）を介して除電室Ｒ１と連結されているとともに、昇降温室Ｒ３と連結されている。搬送室Ｒ２には搬送用アーム４２が設けられており、搬送用アーム４２は、少なくとも基板支持部材１１の接続端子部１１Ｂと接触する部分が導電性材料で構成されており、かつ当該部分が接地されている。除電室Ｒ１が所定の真空度に達して真空バルブが開くと、除電室Ｒ１、搬送室Ｒ２および昇降温室Ｒ３は一連の空間を構成する。このとき、搬送用アーム４２によりベース基板１を搭載している基板支持部材１１を除電室Ｒ１から昇降温室Ｒ３に搬送することができる。
【００３９】
昇降温室Ｒ３は、エピタキシャル成長前においてはベース基板１を除電されている状態を保ったまま所定の温度にまで加熱することができるように設けられている。また、エピタキシャル成長後においてはベース基板１を所定の温度にまで冷却することができるように設けられている。具体的には、ベース基板１は、昇降温室Ｒ３において接地されている導電性部材４３上において一時加熱される。昇降温室Ｒ３は、通常使用状態においては所定の範囲の真空度に保たれており、大気開放されない。
【００４０】
搬送室Ｒ４は、昇降温室Ｒ３と連結されているとともに、真空バルブ（ゲートバルブ）を介して成長室Ｒ５と連結されている。搬送室Ｒ４には搬送用アーム４４が設けられており、搬送用アーム４４は、少なくとも基板支持部材１１の接続端子部１１Ｂと接触する部分が導電性材料で構成されており、かつ当該部分が接地されている。
【００４１】
成長室Ｒ５は、ベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長可能とするように設けられている。具体的には、図２および図３を参照して、成長室Ｒ５において、ベース基板１は基板支持部材１１に搭載されている状態で発熱体１２上に載置される。基板支持部材１１は、たとえば発熱体１２に形成された凹部内に配置されている。基板支持部材１１は、発熱体１２に配置された状態で自転可能に設けられる。発熱体１２は半円筒状の中空構造であって円孤に沿った曲面と平坦面とを有している。ＣＶＤ装置１００において、２つの発熱体１２は平坦面を対向させるように配置されており、これにより発熱体１２の平坦面に囲まれた成長室Ｒ５が形成されている。上記凹部は、成長室Ｒ５を形成する発熱体１２の一方の平坦面上に設けられている。
【００４２】
断熱材１３は、発熱体１２の外周囲を囲うように配置されている。石英管１４は、断熱材１３の外周側を囲うように配置されている。誘導加熱用コイル１５は、複数のコイル部材を含み、たとえば、石英管１４の外周側を巻回するように設けられている。誘導加熱用コイル１５を高周波コイルとしてこれに高周波電流を流すと、電磁誘導作用により、発熱体１２は誘導加熱される。これにより、ベース基板１およびベース基板１に供給される原料ガス等を所定の温度に加熱することができる。なお、基板支持部材１１と発熱体１２とは、高い耐熱性を有する導電性部材であって、窒素濃度の極めて低い部材で構成されているのが好ましい。
【００４３】
次に、図４を参照して、本実施の形態に係る基板支持部材１１について説明する。本実施の形態に係る基板支持部材１１は、ベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長させる際に、発熱体１２上においてベース基板１を搭載可能に設けられている。すなわち、基板支持部材１１は、炭化珪素のエピタキシャル成長条件に耐えうるように構成されている。
【００４４】
基板支持部材１１は、ベース基板１を載置可能に設けられている第１の面Ｐ３と、第１の面Ｐ３の反対側に位置する第２の面Ｐ４とを有し、導電体からなる本体部１１Ａと、第２の面Ｐ４に設けられ、本体部１１Ａと外部とを電気的に接続するための接続端子部１１Ｂとを備える。
【００４５】
基板支持部材１１の本体部１１Ａは、たとえば炭素材料で構成されており、好ましくは炭素材料からなる部分が少なくとも第１の面Ｐ３側において炭化タンタル（ＴａＣ）や炭化珪素（ＳｉＣ）等の被覆膜により覆われた構成を有している。接続端子部１１Ｂは、良導体で構成されているのが好ましく、たとえば炭素材料が露出されている。本体部１１Ａは、基板支持部材１１を成長室Ｒ５に配置したときに、成長室Ｒ５内において表出する。一方、接続端子部１１Ｂは、基板支持部材１１を成長室Ｒ５に配置したときに、発熱体１２と接しているため成長室Ｒ５内において表出しない。また、接続端子部１１Ｂは、上述のように、搬送用アーム４２に基板支持部材１１が搭載されたときに、搬送用アーム４２において接地されている導電性部材と接触可能に設けられている。
【００４６】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法について説明する。本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、ベース基板１を準備する工程（Ｓ１０）と、ベース基板１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２０）と、除電する工程（Ｓ２０）の後、除電されているベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長する工程（Ｓ３０）とを備える。
【００４７】
まず、下部表面Ｐ１と上部表面Ｐ２とを有し、単結晶炭化珪素からなるベース基板１（図５参照）を準備する（工程（Ｓ１０））。下部表面Ｐ１はたとえばＳｉ面であり、上部表面Ｐ２はたとえばＣ面である。ベース基板１は、たとえば任意の材料からなるウエハケースに収容され、該ウエハケースは任意の材料からなる梱包容器に収容されていてもよい。ベース基板１は、ウエハケースから取り出された後、有機溶剤や酸性溶剤等による洗浄が実施されて準備される。ベース基板１は複数枚準備されてもよく、任意の材料からなるウエハキャリア等（後述する基板支持部材１１とは別の部材）に収容されていてもよい。
【００４８】
準備されたベース基板１は、下部表面Ｐ１と基板支持部材１１の第１の面Ｐ３とを対向するように基板支持部材１１に搭載されて、炭化珪素半導体製造装置１００の除電室Ｒ１に投入される。
【００４９】
次に、ベース基板１を絶縁状態において除電する（工程（Ｓ２０））。具体的には、炭化珪素半導体製造装置１００の除電室Ｒ１において絶縁部材２１上にベース基板１を搭載している基板支持部材１１を載置するとともに、除電部材３１により正負のイオンを発生させることにより、ベース基板１および基板支持部材１１を除電する。
【００５０】
次に、除電されているベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長する（工程（Ｓ３０））。具体的には、まず、先の工程（Ｓ２０）において除電されたベース基板１および基板支持部材１１を、導電体からなり接地されている搬送用アーム４２により除電室Ｒ１から昇降温室Ｒ３に搬送し、ベース基板１および基板支持部材１１を所定の温度にまで加熱する。このとき、昇降温室Ｒ３において基板支持部材１１と接触する部材は、導電性部材で構成されており、かつ接地されている。次に、搬送室Ｒ４に設けられており、導電体からなり接地されている搬送用アーム４４により、昇温したベース基板１および基板支持部材１１を昇降温室Ｒ３から成長室Ｒ５に搬送する。成長室Ｒ５において、ベース基板１に対して炭化珪素エピタキシャル層を形成するために用いられる原料ガスを供給し、かつ、ベース基板１をエピタキシャル成長温度にまで加熱することにより、ベース基板１の上部表面Ｐ２上に炭化珪素エピタキシャル層を形成する。原料ガスは、配管１６を介して成長室Ｒ５に導入される。原料ガスは、モノシラン（ＳｉＨ４）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）およびアンモニア（ＮＨ3）などを含む。さらに、原料ガスに加えて、水素（Ｈ２）を含むキャリアガスが導入される。このとき、いずれのガスも、ベース基板１の上部表面Ｐ２上に供給される時点で十分に熱分解されているように成長室Ｒ５内に導入される。
【００５１】
次に、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、基板支持部材および炭化珪素半導体製造装置の作用効果について説明する。
【００５２】
本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、ベース基板１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２０）後に、除電された状態が維持されているベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長する（工程（Ｓ３０））。そのため、ベース基板１が除電されていることにより、ベース基板１へのパーティクルの付着を抑制することができる。そして、パーティクルの付着が抑制されているベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長することができるため、パーティクルに起因した結晶欠陥等の発生が抑制されている炭化珪素エピタキシャル基板を得ることができる。
【００５３】
また、ベース基板１が基板支持部材１１上に搭載されている状態で、これらを絶縁状態において除電することができるため、炭化珪素半導体製造装置１００においてベース基板１が基板支持部材１１上に搭載されている状態でベース基板１上にエピタキシャル成長がなされる場合においても、成長する工程（Ｓ３０）の前にベース基板１を確実に除電することができる。そのため、ベース基板１に付着したパーティクルに起因して炭化珪素エピタキシャル層に結晶欠陥が生じることを抑制することができ、結晶欠陥が低減された炭化珪素エピタキシャル基板を得ることができる。
【００５４】
本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００は、ロードロック室としての除電室Ｒ１内において、絶縁部材２１と、絶縁部材２１上に載置されている基板支持部材１１およびそれに搭載されているベース基板１を除電可能に設けられている除電部材３１とを備えている。そのため、絶縁部材２１上に配置されて絶縁状態にあるベース基板１および基板支持部材１１を、除電部材３１により除電することができる。すなわち、炭化珪素半導体製造装置１００に基板支持部材１１上に搭載されているベース基板１を投入すれば、本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法における工程（Ｓ２０）を除電室Ｒ１内において実施することができる。そのため、たとえば帯電しているベース基板１および基板支持部材１１を炭化珪素半導体製造装置１００に投入した場合にも、炭化珪素半導体製造装置１００内において発生しているパーティクルがベース基板１等に付着することを抑制することができる。
【００５５】
さらに本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００は、ベース基板１および基板支持部材１１を除電した後、除電状態を維持したままこれらを成長室Ｒ５に搬送して工程（Ｓ３０）を実施することができる。その結果、たとえば当該工程（Ｓ２０）および工程（Ｓ３０）を作業者による手作業により実施する場合と比べて、高効率でベース基板１および基板支持部材１１を除電させることができ、かつ、除電後のベース基板１等を所定の真空度に保たれた真空室内において成長室Ｒ５まで搬送することができるためパーティクルの付着をより効果的に抑制することができる。
【００５６】
また、従来の炭化珪素半導体製造装置１００に絶縁部材２１および除電部材３１を設けることにより、本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００を容易に準備することができる。
【００５７】
つまり、本実施の形態に係る炭化珪素半導体製造装置１００を用いて本実施の形態に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法を実施することにより、結晶欠陥等がより低減された炭化珪素エピタキシャル基板を得ることができる。
【００５８】
本実施の形態に係る基板支持部材１１は、導電体からなる本体部１１Ａと、第２の面Ｐ４に設けられ、本体部１１Ａと外部とを電気的に接続するための接続端子部１１Ｂとを備える。基板支持部材１１は、接続端子部１１Ｂがたとえば炭化珪素半導体製造装置１００内に設けられている接地ラインと接続されることにより、接地されることができる。つまり、ベース基板１を搭載した基板支持部材１１は絶縁状態で除電された後、接地されている搬送用アーム４２、４４で成長室Ｒ５まで搬送されるため、ベース基板１および基板支持部材１１は成長室Ｒ５に配置されたときにも除電されている状態を維持することができる。このため、ベース基板１へのパーティクルの付着を抑制し、結晶欠陥等の発生を抑制することができる。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、図６を参照して、実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置２００および基板支持部材１１について説明する。実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置２００および基板支持部材１１は、基本的には実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置２００および基板支持部材１１と同様の構成を備える。しかし、炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法において、ベース基板１を除電する工程（Ｓ２０）が、ベース基板１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２１）と、ベース基板１および基板支持部材１１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２３）とを含む点、および炭化珪素半導体製造装置２００が、ベース基板１単体を除電可能に設けられている第２の除電室Ｒ７をさらに備えている点で異なる。
【００６０】
具体的には、実施の形態２に係る炭化珪素半導体製造装置２００は、カセット等に収容されているベース基板１を配置可能に設けられているロードロック室Ｒ６と、ベース基板１を絶縁状態において除電可能に設けられている第２の除電室Ｒ７と、ベース基板１を基板支持部材１１上に搭載する機構とをさらに備えている。該搭載する機構は、たとえば第２の除電室Ｒ７内に設けられている絶縁部材２７で構成されていてもよい。
【００６１】
第２の除電室Ｒ７は、ロードロック室Ｒ６と連結されているとともに、除電室Ｒ１と連結されている。第２の除電室Ｒ７は、ロードロック室Ｒ６と除電室Ｒ１との間でベース基板１を搬送するための搬送室として設けられていてもよい。第２の除電室Ｒ７には、ベース基板１を絶縁状態として載置可能とする絶縁部材２７が設けられている。絶縁部材２７は、上述のように、ロードロック室Ｒ６に投入されたベース基板１を除電室Ｒ１に搬送し、かつ基板支持部材１１上に搭載する搬送用アームとして構成されていてもよい。さらに、第２の除電室Ｒ７には、該絶縁部材２７に載置されているベース基板１を除電可能とする除電部材３７が設けられている。実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、当該炭化珪素半導体製造装置２００を用いて実施される。なお、実施の形態２に係る基板支持部材１１は、実施の形態１に係る基板支持部材１１と同様の構成を備えていればよい。
【００６２】
実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法では、まず、工程（Ｓ１０）において準備されたベース基板１はロードロック室Ｒ６に投入される。その後、ベース基板１は、搬送用アームとして設けられている絶縁部材２７に搭載され、第２の除電室Ｒ７を通って除電室Ｒ１に搬送されるが、このとき第２の除電室Ｒ７内において絶縁状態に置かれたまま除電部材３７により除電される（工程（Ｓ２１））。
【００６３】
次に、除電されたベース基板１は、絶縁部材２７によって除電室Ｒ１に搬送されるとともに、絶縁部材２１上に載置されている基板支持部材１１上に搭載される（工程（Ｓ２２））。搬送を終えた絶縁部材２７は、再び第２の除電室Ｒ７に収容される。
【００６４】
次に、基板支持部材１１上に搭載されたベース基板１は、除電室Ｒ１内において、絶縁部材２１によって絶縁状態に置かれたまま除電部材３１により除電される（工程（Ｓ２３））。
【００６５】
その後、実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法と同様の工程（Ｓ３０）を経ることにより、炭化珪素エピタキシャル基板を得ることができる。
【００６６】
実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法と同様に、ベース基板１と基板支持部材１１とを同時に絶縁状態において除電する工程（Ｓ２３）を備えているため、工程（Ｓ３０）においてパーティクルの付着が抑制されているベース基板１上に炭化珪素をエピタキシャル成長することができ、パーティクルに起因した結晶欠陥等の発生が抑制されている炭化珪素エピタキシャル基板を得ることができる。
【００６７】
さらに、実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、ベース基板１を基板支持部材１１に搭載する工程（Ｓ２２）に先だってベース基板１単体を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２１）を備えているため、ベース基板１が単体で炭化珪素半導体製造装置２００に投入される場合にも効果的にベース基板１および基板支持部材１１を除電することができる。
【００６８】
このように、実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置２００および基板支持部材１１を用いても、実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置１００および基板支持部材１１と同様の効果を得ることができる。
【００６９】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置１００、および基板支持部材１１について説明する。実施の形態３に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置１００、および基板支持部材１１は、基本的には実施の形態１に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、炭化珪素半導体製造装置１００、および基板支持部材１１と同様の構成を備えるが、ベース基板１を絶縁状態において除電する工程（Ｓ２０）が炭化珪素半導体製造装置１００内で行われずに、作業者によってクリーン環境下において実施される点で異なる。
【００７０】
具体的には、実施の形態３に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法において、工程（Ｓ１０）において準備されたベース基板１は、図７に示すように、たとえば絶縁シート２３上に載置されている基板支持部材１１上に作業者によって搭載される。このとき、作業者は、たとえば接地ライン５０と接続されている静電防止リストバンド等を装着しており、絶縁シート２３はたとえば上記接地ライン５０に接続されている良導体からなる作業机５１上に設けられている。
【００７１】
次に、絶縁シート上に載置されているベース基板１および基板支持部材１１は、作業者によって除電・除塵用エアガン３３等を用いて除電されると同時に、付着していたパーティクル等が吹き飛ばされる（工程（Ｓ２０））。
【００７２】
工程（Ｓ２０）の後、ベース基板１および基板支持部材１１を除電されている状態を維持しながら炭化珪素半導体製造装置１００の成長室Ｒ５内に配置する。この場合、たとえば作業者が接地ラインに接続されている基板保持具（図示しない）を用いてベース基板１および基板支持部材１１を成長室Ｒ５内に配置してもよい。
【００７３】
このようにしても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。異なる観点から言えば、実施の形態３に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法は、絶縁部材２１，２２および除電部材３１，３２を備えていない炭化珪素半導体製造装置１００を利用することができる。
【００７４】
なお、実施の形態２に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法と同様に、ベース基板１単体を絶縁状態において除電・除塵した後、絶縁シート２３上に載置されている基板支持部材１１に搭載して、ベース基板１および基板支持部材１１を除電・除塵してもよい。
【００７５】
実施の形態１〜実施の形態３において、ベース基板１は基板支持部材１１に搭載されている状態で炭化珪素をエピタキシャル成長する工程（Ｓ３０）に施されているが、これに限られるものではない。たとえば、ベース基板１は直接成長室Ｒ５内の発熱体１２上に載置されて工程（Ｓ３０）に施されてもよい。この場合には、ベース基板１単体を絶縁状態において除電することにより、実施の形態１〜実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００７６】
また、実施の形態１〜実施の形態３において、基板支持部材１１は、複数枚のベース基板１が搭載可能に設けられていてもよい。また、ベース基板１の外径は任意の大きさとすることができ、たとえば５０ｍｍ以上であってもよいし、１００ｍｍ以上とすることもでき、１５０ｍｍ以上とすることもできる。実施の形態１〜実施の形態３に係る炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法によれば、ベース基板１を絶縁状態において除電することができる限りにおいて、ベース基板１の外径によらず適用可能である。
【００７７】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、結晶欠陥の少ない炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法、該炭化珪素エピタキシャル基板の製造方法に用いられる基板支持部材および炭化珪素半導体製造装置に特に有利に適用される。
【符号の説明】
【００７９】
１  ベース基板
１１  基板支持部材
１１Ａ  本体部
１１Ｂ  接続端子部
１２  発熱体
１３  断熱材
１４  石英管
１５  誘導加熱用コイル
１６  配管
２１，２２，２７  絶縁部材
３１，３７  除電部材
４２，４４  搬送用アーム
１００  炭化珪素半導体製造装置
Ｐ１  下部表面
Ｐ２  上部表面
Ｐ３  第１の面
Ｐ４  第２の面
Ｒ１，Ｒ７  除電室
Ｒ２，Ｒ４  搬送室
Ｒ３  昇降温室
Ｒ５  成長室
Ｒ６  ロードロック室
【図１】
2015101503.tif 000003
【図２】
2015101503.tif 000004
【図３】
2015101503.tif 000005
【図４】
2015101503.tif 000006
【図５】
2015101503.tif 000007
【図６】
2015101503.tif 000008
【図７】
2015101503.tif 000009