襯底支持體、半導(dǎo)體制造裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制對(duì)襯底周圍的保護(hù)氣的影響并且具有長(zhǎng)使用壽命的襯底支持體以及半導(dǎo)體制造裝置。本發(fā)明涉及的襯底支持體是利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法在襯底的表面成膜時(shí)支持襯底的襯底支持體，具備：具有用于容納襯底的凹部的石墨材料；該凹部中重疊以SiC形成的第1防脫氣膜與以TaC或者HfC形成的第1防升華膜而形成的多層膜；以及該石墨材料的該凹部以外的部分中以SiC形成的第2防脫氣膜。
【專利說(shuō)明】襯底支持體、半導(dǎo)體制造裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及例如在使反應(yīng)氣體反應(yīng)而在襯底表面成膜的化學(xué)氣相生長(zhǎng)裝置中使用的基座、襯底支架等的襯底支持體以及具備該襯底支持體的半導(dǎo)體制造裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中，披露了在化學(xué)氣相生長(zhǎng)時(shí)支持襯底的襯底支持體。這種襯底支持體中，承載襯底（晶圓）的部分的至少一部分由碳化鉭（TaC)被膜的石墨材料形成，承載襯底的部分的周圍由碳化硅（SiC)被膜的石墨材料形成。
[0003]專利文獻(xiàn)：日本特開(kāi)2006-60195號(hào)公報(bào)。
[0004]襯底支持體的石墨材料一旦露出，硼等就會(huì)脫氣，從而使襯底周圍的保護(hù)氣發(fā)生變化，因此多數(shù)情況下石墨材料用SiC膜覆蓋。但是，SiC膜中與襯底接觸的部分的溫度特別高，有時(shí)SiC膜就會(huì)接近升華。因此，與SiC膜相比，用熔點(diǎn)高并且耐熱性以及化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)越的TaC膜覆蓋石墨材料，能夠消除TaC膜與襯底接觸時(shí)接近升華的問(wèn)題。
[0005]但是，TaC膜有容易發(fā)生斷裂、剝離，露出石墨材料的問(wèn)題。此外，SiC膜和TaC膜都不能與黑錢材料緊密連接，容易剝離。因此，襯底支持體有耐用性差的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決上述課題而構(gòu)思，其目的在于提供能夠抑制對(duì)襯底周圍的保護(hù)氣的影響并且具有長(zhǎng)使用壽命的襯底支持體以及半導(dǎo)體制造裝置。
[0007]本發(fā)明涉及的襯底支持體是利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法在襯底的表面成膜時(shí)支持襯底的襯底支持體，其特征在于，具備用于容納襯底的凹部的石墨材料；在該凹部中重疊以SiC形成的第I防脫氣膜和以TaC或者HfC形成的第I防升華膜而形成的多膜層；以及在該石墨材料的該凹部以外的部分中以SiC形成的第2防脫氣膜。
[0008]本發(fā)明涉及的其他襯底支持體是利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法在襯底的表面成膜時(shí)支持襯底的襯底支持體，其特征在于，具備：具有用于容納襯底的凹部的石墨材料；以及多層膜，該多層膜以覆蓋該石墨材料的方式，將以SiC形成的防脫氣膜與以TaC或者HfC形成的防升華膜交替任意數(shù)量重疊而形成。
[0009]依據(jù)本發(fā)明，把石墨材料的至少一部分多層被膜，能夠抑制對(duì)襯底周圍的保護(hù)氣的影響，而且能夠制造長(zhǎng)使用壽命的襯底支持體。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖I是示出本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的氣相成長(zhǎng)裝置的圖；
圖2是示出本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的襯底支持體的變形例的圖；
圖3是示出本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的襯底支持體的圖；
圖4是示出本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的襯底支持體的圖；
圖5是示出本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的襯底支持體的變形例的圖；圖6是示出本發(fā)明實(shí)施方式4涉及的襯底支持體的圖；
圖7是示出本發(fā)明實(shí)施方式5涉及的襯底支持體的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施方式I
圖I是示出本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的氣相成長(zhǎng)裝置的圖。氣相成長(zhǎng)裝置10具備襯底支持體12。襯底支持體12在利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法在襯底的表面成膜時(shí)支持襯底。襯底支持體12具備石墨材料14。石墨材料14具備用于容納襯底的凹部14a。
[0012]在凹部14a中形成有以SiC形成的第I防脫氣膜16。第I防脫氣膜16的膜厚為100 μ m。在凹部14a中的第I防脫氣膜16之上形成有以TaC或者HfC形成的第I防升華膜18。第I防升華膜18的膜厚為30 μ m。如此，在石墨材料14的凹部14a中，第I防脫氣膜16和第I防升華膜18重疊而形成多層膜。
[0013]在石墨材料14的凹部14a以外的部分中，形成SiC形成的第2防脫氣膜20。第I防脫氣膜16與第2防脫氣膜20形成一體。在襯底支持體12之中，與凹部14a相反的面通過(guò)絕熱材料22固定在固定部件24。在固定部件24的外側(cè)準(zhǔn)備RF線圈26。
[0014]在襯底支持體12的上方，隔著反應(yīng)氣體的流道形成石墨材料30。石墨材料30通過(guò)絕熱材料32固定在固定部件34。在固定部件34的上方準(zhǔn)備RF線圈36。
[0015]說(shuō)明襯底支持體12的制造方法。首先，在具有凹部14a的石墨材料14的整個(gè)面形成SiC膜。由此形成第I防脫氣膜16和第2防脫氣膜20。接著，用以石墨材料等形成的遮蔽部件覆蓋凹部14a以外。 這種狀態(tài)下，在凹部14a以TaC或者HfC形成第I防升華膜18。最后，撤去遮蔽部件。
[0016]說(shuō)明氣相成長(zhǎng)裝置10的成膜。首先，在凹部14a放置SiC襯底。接著，利用RF線圈26、36形成的RF加熱，將襯底支持體12和石墨材料30加熱至1400°C以上。接著，在圖I的箭頭方向，流過(guò)原料氣體和運(yùn)載氣體。原料氣體用SiH4氣體、C3H8氣體等。運(yùn)載氣體用H2氣體。而且，SiC襯底上的原料氣體進(jìn)行分解反應(yīng)，SiC半導(dǎo)體晶體在SiC襯底上外延生長(zhǎng)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的襯底支持體12，在凹部14a中，以TaC或者HfC形成的第I防升華膜18與SiC襯底相接。因此與以SiC形成的第I防脫氣膜16與SiC襯底相接的情況相比，能夠防止膜(第I防升華膜18)的接近升華。
[0018]話說(shuō)回來(lái)，以TaC或者HfC形成的膜很容易發(fā)生斷裂、剝離。但是，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的襯底支持體12，以TaC或者HfC形成的第I防升華膜18之下有以SiC形成的第I防脫氣膜16。因此，即使第I防升華膜18中有斷裂也不會(huì)露出石墨材料14。因此，能夠防止石墨材料14造成的脫氣。此外，以TaC或者HfC形成的第I防升華膜18與以SiC形成的第I防脫氣膜16的密合度比以TaC或者HfC形成的膜與石墨材料的磨合度高，因此能夠防止第I防升華膜18的剝離。
[0019]以TaC或者HfC形成的膜能夠有效地回避接近升華的問(wèn)題。由于這層膜和這層膜上堆積的SiC沉積膜之間的熱膨脹系數(shù)的不同，SiC沉積膜從以TaC或者HfC形成的膜中脫離，變成顆粒。因此，在本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的襯底支持體12中，在凹部14a以外的部分以SiC形成的第2防脫氣膜20露出表面。從而能夠減少顆粒。[0020]如上所述，通過(guò)抑制接近升華、石墨材料露出、以及顆粒的產(chǎn)生來(lái)抑制對(duì)襯底周圍的保護(hù)氣的影響。從而確保高品質(zhì)的氣相生長(zhǎng)，進(jìn)而延長(zhǎng)襯底支持體的使用壽命。
[0021]本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的襯底支持體12，在不脫離上述特征的范圍內(nèi)可進(jìn)行各種各樣的變形。例如，第I防脫氣膜16、第I防升華膜18、以及第2防脫氣膜20的膜厚、RF線圈26、36的加熱溫度并不限于上述的值。
[0022]圖2是示出本發(fā)明實(shí)施方式I涉及的襯底支持體的變形例的圖。襯底支持體的凹部14a以外的部分也露出以TaC或者HfC形成的膜。也就是說(shuō)，第I防升華膜18的延伸部18a覆蓋第2防脫氣膜20。以TaC或者HfC形成的延伸部18a與以SiC形成的第2防脫氣膜20緊密接合，很難剝離。根據(jù)變形例的構(gòu)成，在制造工藝中可以不要上述的遮蔽部件，簡(jiǎn)化制造工藝。
[0023]實(shí)施方式2
圖3是示出本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的襯底支持體的圖。襯底支持體以外的構(gòu)成與實(shí)施方式I相同，因此省略說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施方式2涉及的襯底支持體的特征在于，在第I防升華膜18的延伸部18a之上形成有以SiC形成的第3防脫氣膜38。第3防脫氣膜38未在凹部14a中形成，因此在凹部14a中露出第I防升華膜18。
[0024]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2，第3防脫氣膜38覆蓋襯底支持體12的凹部14a以外的部分(延伸部18a)。因此，能夠抑制SiC沉積膜引起的顆粒。
[0025]實(shí)施方式3
圖4是示出本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的襯底支持體的圖。襯底支持體以外的構(gòu)成與實(shí)施方式I相同，因此省略說(shuō)明。本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的襯底支持體與圖I所示的襯底支持體相比，在凹部14a中第I防脫氣膜16與第I防升華膜18在上下關(guān)系上相反。也就是說(shuō)，第I防脫氣膜16位于第I防升華膜18之上。而且，第I防升華膜18的延伸部18a在第2防脫氣膜20與石墨材料14之間延伸，并且覆蓋石墨材料14。第I防升華膜18的膜厚為30 μ m。第I防脫氣膜16和第2防脫氣膜20的膜厚為100 μ m。
[0026]在凹部14a中，以SiC形成的第I防脫氣膜16與SiC襯底接觸時(shí)會(huì)引起接近升華。因此，在第I防脫氣膜16升華的部分露出第I防升華膜18。也就是說(shuō)，僅僅是在與SiC襯底接觸的部分露出第I防升華膜18。除此以外的部分露出第I防脫氣膜16和第2防脫氣膜20。因此能夠最小限度地抑制以TaC或者HfC形成的第I防升華膜18上堆積的沉積物引起的顆粒。
[0027]此外，在凹部14a以外，SiC形成的第2防脫氣膜20與TaC或者HfC形成的延伸部18a緊密接合。因此能夠防止第2防脫氣膜20的剝離。
[0028]圖5是示出本發(fā)明實(shí)施方式3涉及的襯底支持體的變形例的圖。 從該襯底支持體在凹部14a中未形成第I防脫氣膜這一點(diǎn)上來(lái)看，與圖4所示的襯底支持體不同。根據(jù)圖5所示的襯底支持體，在凹部14a中用第I防升華膜18防止接近升華，并且在凹部14a以外，用以SiC形成的第2防脫氣膜20防止石墨材料14的露出。而且在凹部14a以外的部分，SiC形成的第2防脫氣膜20與TaC或者HfC形成的延伸部18a緊密接合，因此能夠防止第2防脫氣膜20的剝離。
[0029]實(shí)施方式4
圖6是示出本發(fā)明實(shí)施方式4涉及的襯底支持體的圖。襯底支持體以外的構(gòu)成與實(shí)施方式I相同，因此省略說(shuō)明。圖6所示的襯底支持體在圖4所示的襯底支持體的凹部14a的第I防脫氣膜16之上形成有以TaC或者HfC形成的第2防升華膜40。
[0030]在凹部14a中，形成了第2防升華膜40，因此能夠防止接近升華。這里，如上所述以TaC或者HfC形成的膜容易發(fā)生斷裂或剝離，因此第2防升華膜40也會(huì)發(fā)生斷裂、剝離。若在第2防升華膜40發(fā)生斷裂或剝離，則會(huì)露出其下層的以SiC形成的第I防脫氣膜16。露出的第I防脫氣膜16即使在接近升華的情況下，利用其下層的第I防升華膜18能夠防止露出石墨材料14。
[0031]實(shí)施方式5
圖7是示出本發(fā)明實(shí)施方式5涉及的襯底支持體的圖。襯底支持體以外的構(gòu)成與實(shí)施方式I相同，因此省略說(shuō)明。圖6所示的襯底支持體為了覆蓋石墨材料14，具備以SiC形成的防脫氣膜和以TaC或者HfC形成的防升華膜交替任意數(shù)量重疊而形成的多層膜58。
[0032]本發(fā)明實(shí)施方式5中,在石墨材料14的一側(cè),形成有以防脫氣膜50、防升華膜52、防脫氣膜54、防升華膜56為順序形成的多層膜58。防脫氣膜50、54的膜厚分別為40 μ m。防升華膜52、56的膜厚分別為10 μ m。
[0033]在凹部14a中，在多層膜58的最表面形成防升華膜56。因此能夠防止接近升華。此外，利用多層膜的構(gòu)造能夠加強(qiáng)防止剝離，并能延長(zhǎng)襯底支持體的使用壽命。此外，本發(fā)明實(shí)施方式I~5中任意一項(xiàng)記載的襯底支持體可被用于各種各樣的半導(dǎo)體制造裝置的構(gòu)成單元。
[0034]符號(hào)說(shuō)明：
10氣相生長(zhǎng)裝置；12襯底支持體；14石墨材料；14a凹部；16第I防脫氣膜；18第I防升華膜；18a延伸部；20第2防脫氣膜；26、36 RF線圈；38第3防脫氣膜；40第2防升華膜；50、54防脫氣膜；52、5`6防升華膜；58多層膜。
【權(quán)利要求】
1.一種襯底支持體，利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法在襯底的表面成膜時(shí)支持襯底，所述襯底支持體的特征在于，具備： 石墨材料，具有用于容納襯底的凹部； 多層膜，在所述凹部中重疊以SiC形成的第I防脫氣膜與以TaC或者HfC形成的第I防升華膜而形成；以及 第2防脫氣膜，在所述石墨材料的所述凹部以外的部分中以SiC形成。
2.如權(quán)利要求1所述的襯底支持體,其特征在于， 所述第I防升華膜位于所述第I防脫氣膜之上。
3.如權(quán)利要求2所述的襯底支持體，其特征在于， 所述第I防升華膜具有覆蓋所述第2防脫氣膜的延伸部； 在所述延伸部之上，形成了以SiC形成的第3防脫氣膜。
4.如權(quán)利要求1所述的襯底支持體,其特征在于， 所述第I防脫氣膜位于所述第I防升華膜之上； 所述第I防升華膜的一部分，在所述第2防脫氣膜與所述石墨材料之間形成。
5.如權(quán)利要求4所述的襯底支持體，其特征在于， 在所述凹部的所述第I防脫 氣膜之上具備以TaC或者HfC形成的第2防升華膜。
6.一種襯底支持體，利用化學(xué)氣相生長(zhǎng)法在襯底的表面成膜時(shí)支持襯底，所述襯底支持體的特征在于，具備： 石墨材料，具有用于容納襯底的凹部； 多層膜，以覆蓋所述石墨材料的方式，將以SiC形成的防脫氣膜與以TaC或者HfC形成的防升華膜交替任意數(shù)量地重疊而形成。
7.一種半導(dǎo)體制造裝置，其特征在于，具備： 權(quán)利要求1~6的任一項(xiàng)所述的襯底支持體。
【文檔編號(hào)】C23C16/458GK103484837SQ201310222922
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月7日
【發(fā)明者】大野彰仁, 川津善平 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社