專利名稱：基座、成膜裝置及成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基座(susc印tor)和使用該基座的成膜裝置及成膜方法。
背景技術(shù)：
在像IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor 絕緣柵雙極型晶體管)等 功率器件那樣、需要膜厚比較厚的結(jié)晶膜的半導體元件的制造工序中，采用外延生長 (epitaxial growth)技術(shù)。為了能夠以較高的成品率制作膜厚較厚的外延晶片，需要使新的原料氣體不斷與 被均勻加熱的晶片的表面接觸來提高成膜速度。因此，在使晶片高速旋轉(zhuǎn)的同時進行外延 生長(例如，參照日本特開平5-152207號公報)。在日本特開平5-152207號公報中，支承晶片的環(huán)狀基座嵌裝在基座支架上，與基 座支架連接的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而晶片旋轉(zhuǎn)。這里，基座形成為在設(shè)于其內(nèi)周側(cè)的锪孔內(nèi)收納 晶片的外周部的構(gòu)造。即，晶片的背面只有外周部的極其狹小的部分與基座接觸，其他部分 朝向從背面對晶片加熱的均熱板的表面露出。在這種構(gòu)造的情況下，由于在加熱部或旋轉(zhuǎn) 部產(chǎn)生的金屬原子等污染物質(zhì)，使得晶片被污染，外延膜的電特性有可能下降。并且，在日本特開平5-152207號公報中，被導入到反應(yīng)室內(nèi)的原料氣體與載體氣 體(carrier gas)的混合氣體，由于伴隨晶片旋轉(zhuǎn)的離心力，從晶片的上表面中心部呈放射 狀流動，在轉(zhuǎn)出到外周部后，通過排氣孔被排出到反應(yīng)室的外部。但是，由于基座呈環(huán)狀，所 以被轉(zhuǎn)出去的氣體的一部分通過晶片的外周部與基座的間隙流向基座的開口部分，具有在 晶片與基座之間形成外延膜的問題。如果形成這種膜，將導致晶片被粘貼在基座上，不僅成 為晶片輸送時的障礙，而且也成為產(chǎn)生被稱為滑移(slip)的結(jié)晶缺陷的原因?；茖е?晶片產(chǎn)生翹曲、使IC器件產(chǎn)生泄露，并使得IC器件的成品率明顯下降。因此，提出了由支承晶片外周部的環(huán)狀第1基座部、和緊密嵌裝在第1基座部的開 口部分上的圓盤狀第2基座部構(gòu)成的基座。根據(jù)這種基座，第1基座部的開口部分被第2 基座部堵塞，所以能夠防止晶片由于在加熱部或旋轉(zhuǎn)部產(chǎn)生的污染物質(zhì)而被污染。并且，也 能夠切斷在晶片的外周部與基座的間隙中通過的混合氣體的流動。可是，在將晶片承載在基座上時，混合氣體被夾在晶片與第2基座之間。于是，通 過晶片的自重而被夾持的混合氣體的壓力上升。該混合氣體然后從晶片與第2基座之間漏 出，但由于此前上升的壓力的原因，導致晶片偏離預(yù)定的位置。并且，晶片被從背面進行加 熱，在表面形成外延膜。因此，在晶片的背面整體與第2基座部接觸時，由于因加熱而形成 的熱變形，導致晶片朝向表面?zhèn)瘸拾紶盥N曲，有可能無法在使晶片旋轉(zhuǎn)的同時進行成膜。針對這種問題提出了下述結(jié)構(gòu)，利用第1基座部支承晶片的外周部，在晶片與第2 基座部之間設(shè)置間隙。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在承載晶片時晶片不會偏離預(yù)定位置，并且消除了晶 片因加熱而呈凹狀翹曲的問題。但是，在這種情況下產(chǎn)生下述的新問題。圖8是示意表示上述結(jié)構(gòu)的晶片外周部附近的局部剖面圖。如該圖所示，基座302 由支承硅晶片301的外周部的第1基座部302a、和緊密嵌裝在第1基座部302a的開口部分
5上的圓盤狀第2基座部302b構(gòu)成。并且，在硅晶片301與第2基座部302b之間設(shè)有間隙 303?；?02被未圖示的加熱器從圖的下方加熱，硅晶片301通過基座302被加熱。此 時，硅晶片301的外周部與第1基座部302a接觸，所以通過第1基座部302a被加熱。另一 方面，硅晶片301的除外周部之外的部分，從第2基座部302b進而通過存在于間隙303中 的氣氛氣體被加熱。其中，第1基座部302a利用SiC構(gòu)成，其熱阻抗比氣氛氣體低，所以硅 晶片301的外周部與除此之外的部分相比，溫度上升。結(jié)果，導致硅晶片301的溫度分布不 均勻，所形成的外延膜的膜厚也不均勻。并且，熱應(yīng)力集中在硅晶片301與第1基座部302a 之間的接觸部分，也存在導致產(chǎn)生基座302的破損或滑移的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這些問題而提出的。即，本發(fā)明的目的在于，提供一種基座，能夠 有效解決下述至少一種情況即減少晶片的粘貼、降低金屬污染、減少位置偏離、實現(xiàn)晶片 的均勻的溫度分布。并且，本發(fā)明的另一個目的在于，提供能夠形成膜厚均勻的膜的成膜裝置及成膜 方法。本發(fā)明的其他目的及優(yōu)點根據(jù)以下記載更加明確。本發(fā)明的第一方式涉及一種基座，用于在對基板進行預(yù)定的處理時承載基板。該基座具有環(huán)狀的第1基座部，支承基板的外周部；和第2基座部，與第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并遮擋第1基座部的開口部分。第2基座部被配置成為在基板被支承在第1基座部上的狀態(tài)下，使第2基座部與 基板之間形成預(yù)定間隔的間隙，并且被配置成為在第2基座部與第1基座部之間也形成與 上述間隙相連續(xù)的、而且間隔與預(yù)定間隔實質(zhì)上相同的間隙。本發(fā)明的第二方式涉及以具有本發(fā)明的第一方式的基座為特征的成膜裝置。具體地講，本發(fā)明的成膜裝置的特征在于，具有成膜室，基板被搬入該成膜室； 基座，用于在成膜室內(nèi)承載基板；和加熱部，用于通過基座對基板加熱，基座具有環(huán)狀的 第1基座部，支承基板的外周部；和第2基座部，與第1基座部的外周部相接設(shè)置，并遮擋第 1基座部的開口部分，第2基座部在與第1基座部相對置的部分具有凹部，在基板被支承在 第1基座部上的狀態(tài)下，在基板與第2基座部之間形成預(yù)定間隔的間隙，并且在第1基座部 與第2基座部之間也形成與上述間隙相連續(xù)的、而且間隔與預(yù)定間隔實質(zhì)上相同的間隙。本發(fā)明的第三方式是一種成膜方法，在成膜室內(nèi)對基板加熱的同時在基板上形成 預(yù)定的膜，其特征在于，該方法包括用環(huán)狀的第1基座部支承基板的外周部 ’與第1基座 部的外周部相接地設(shè)置用于遮擋第1基座部的開口部分的第2基座部；并且在基板被支承 在第1基座部上的狀態(tài)下，在基板與第2基座部之間形成預(yù)定間隔的間隙進行配置，并且配 置成為在第1基座部與第2基座部之間也形成與上述間隙相連續(xù)的、而且間隔與預(yù)定間隔 實質(zhì)上相同的間隙，以使得基板被均勻加熱。


圖1是本實施方式的成膜裝置的示意剖面圖。
圖2是表示在本實施方式的基座上承載晶片的狀態(tài)的剖面圖。圖3是圖2的局部放大剖面圖。圖4是在本實施方式的結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中對比晶片的溫度分布的一例。圖5是本實施方式的基座的一例。圖6是本實施方式的基座的一例。圖7是本實施方式的基座的一例。圖8是示意表示在現(xiàn)有基座上承載晶片的狀態(tài)的局部剖面圖。
具體實施例方式圖1是本實施方式的單張片材式的成膜裝置100的示意剖面圖。在本實施方式中，作為基板采用硅晶片101。但是，不限于此，根據(jù)情況也可以采用 由其他材料構(gòu)成的晶片。成膜裝置100具有作為成膜室的腔室103。在腔室103的上部設(shè)有氣體供給部123，用于供給在被加熱的硅晶片101的表面形 成結(jié)晶膜用的原料氣體。并且，在氣體供給部123上連接著形成有多個原料氣體的噴出孔 的淋浴板124。通過將淋浴板124與硅晶片101的表面相對置配置，能夠向硅晶片101的表 面供給原料氣體。在腔室103的下部設(shè)有多個氣體排氣部125，用于將反應(yīng)后的原料氣體排氣。氣體 排氣部125與由調(diào)整閥126和真空泵127構(gòu)成的排氣機構(gòu)128連接。排氣機構(gòu)128由未圖 示的控制機構(gòu)控制，將腔室103內(nèi)部調(diào)整為預(yù)定的壓力。在腔室103的內(nèi)部，在旋轉(zhuǎn)部104上設(shè)有本實施方式的基座102?；?02被暴露 于高溫下，所以例如使用高純度的SiC構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)部104具有圓筒部104a和旋轉(zhuǎn)軸104b。旋轉(zhuǎn)軸104b通過未圖示的馬達而進 行旋轉(zhuǎn)，基座102通過圓筒部104a而旋轉(zhuǎn)。在圖1中，圓筒部104a是上部開放的構(gòu)造，但通過設(shè)置基座102，其上部被覆蓋并 形成中空區(qū)域(以下稱為P2區(qū)域)。這里，在把腔室103內(nèi)部設(shè)為Pi區(qū)域時，P2區(qū)域?qū)嵸|(zhì) 上成為通過基座102而與Pi區(qū)域隔開的區(qū)域。在P2區(qū)域中設(shè)有作為通過基座102從背面對硅晶片101加熱的加熱部的內(nèi)加熱 器120和外加熱器121。這些加熱器通過布線109被給電，布線109在設(shè)于旋轉(zhuǎn)軸104b內(nèi) 部的大致圓筒狀的石英制的軸108內(nèi)部通過。利用設(shè)于腔室103的上部的放射溫度計122，計測通過加熱而變化的硅晶片101的 表面溫度。另外，通過把淋浴板124設(shè)為透明石英制品，能夠使淋浴板124不妨礙放射溫度 計122的溫度測定。所計測到的溫度數(shù)據(jù)被發(fā)送給未圖示的控制機構(gòu)，然后反饋到內(nèi)加熱 器120和外加熱器121的輸出控制中。由此，能夠?qū)⒐杈?01加熱成為所希望的溫度。旋轉(zhuǎn)部104的旋轉(zhuǎn)軸104b延伸設(shè)置到腔室103的外部，并與未圖示的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連 接。通過使圓筒部104a以預(yù)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，能夠使基座102旋轉(zhuǎn)，進而能夠使支承在基座 102上的硅晶片101旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選圓筒部104a以通過硅晶片101的中心、而且與硅晶片101 正交的線為軸來進行旋轉(zhuǎn)。圖2是表示在基座102上承載硅晶片101的狀態(tài)的剖面圖。并且，圖3是圖2的局部放大剖面圖。如圖2和圖3所示，基座102具有環(huán)狀第1基座部102a，支承硅晶片101的外周 部；和第2基座部102b，與第1基座部102a的外周部相接設(shè)置，并遮擋第1基座部102a的 開口部分。如圖1所示，如果將基座102設(shè)置在腔室103內(nèi)，則第1基座部102a的開口部 分被第2基座部102b堵塞，所以能夠防止硅晶片101被在P2區(qū)域產(chǎn)生的污染物質(zhì)污染。并 且，也能夠防止原料氣體通過硅晶片101的外周部與基座102的間隙進入P2區(qū)域。因此，能 夠防止在硅晶片101與基座102之間形成外延膜，進而導致硅晶片101粘貼在基座102上， 致使產(chǎn)生滑移。如圖3所示，在硅晶片101與第2基座部102b之間設(shè)有間隙201。換言之，第2基 座部102b在與第1基座部102a相對置的部分具有凹部，所以在硅晶片101被支承在第1基 座部102a上的狀態(tài)下，在硅晶片101與第2基座部102b之間形成有預(yù)定間隔的間隙201。 由此，在承載晶片時，能夠防止硅晶片101產(chǎn)生位置偏移。并且，在利用內(nèi)加熱器120和外 加熱器121通過基座102從背面對硅晶片101加熱時，能夠防止硅晶片101朝向表面?zhèn)瘸?凹狀翹曲。在硅晶片101被承載在預(yù)定位置的狀態(tài)下，不僅在硅晶片101的表面形成預(yù)定膜 厚的均勻的外延膜，而且也能夠防止硅晶片101變形。即，在硅晶片101偏離預(yù)定的位置時， 由于因旋轉(zhuǎn)運動而形成的離心力的偏倚的原因，晶片有可能飛散。另一方面，如圖3所示， 如果在硅晶片101與第2基座部102b之間具有間隙201，則在承載時硅晶片101不會偏離， 所以能夠?qū)杈?01在預(yù)定的位置進行成膜處理。即，能夠防止硅晶片101飛散?；?02在第1基座部102a與第2基座部102b之間具有間隙202。間隙202是 與間隙201連續(xù)的空間。即，在間隙201與間隙202之間沒有設(shè)置將這些空間隔開的遮蔽 物。如圖1所示，在將硅晶片101承載在基座102上后，硅晶片101的外周部與第1基 座部102a接觸。在這種狀態(tài)下，利用內(nèi)加熱器120和外加熱器121通過基座102從背面對 硅晶片101加熱。其中，基座102具有環(huán)狀第1基座部102a，支承硅晶片101的外周部； 和第2基座部102b，與第1基座部102a的外周部相接設(shè)置，并遮擋第1基座部102a的開 口部分，所以最先被內(nèi)加熱器120和外加熱器121加熱的是第2基座部102b。然后，從第2 基座部102b通過位于間隙201和間隙202中的氣氛氣體及第1基座部102a，將硅晶片101 加熱。下面具體說明硅晶片101被加熱的情況。硅晶片101的除外周部之外的部分，從第2基座部102b通過存在于間隙201中的 氣氛氣體被加熱。另一方面，硅晶片101的外周部與第1基座部102a接觸，所以通過第1 基座部102a被加熱。此時，在第1基座部102a與第2基座部102b之間設(shè)有間隙202，由此 硅晶片101的外周部通過下面兩個路徑被加熱。一個路徑是從第2基座部102b通過存在于間隙202中的氣氛氣體，再通過第1基 座部102a將硅晶片101加熱的路徑。另一個路徑是通過與第2基座部102b之間的接觸部， 第1基座部102a被加熱，然后是硅晶片101被加熱的路徑。無論哪個路徑，都是硅晶片101 的外周部與第1基座部102a接觸并被加熱，這一點與上述圖8的示例相同。但是，在圖8的示例中，第1基座部302a先被加熱器加熱，與此相對，根據(jù)本實施 方式的結(jié)構(gòu)，首先是第2基座部102b被加熱器加熱，然后該熱量傳遞給第1基座部102a，
8這一點是不同的。另外，在從第2基座部102b向第1基座部102a傳遞熱時，通過存在于間 隙202中的氣氛氣體，將熱傳遞給與硅晶片101的外周部接近的第1基座部102a。另一方 面，熱從第2基座部102b直接傳遞給第1基座部102a的部分是這些基座部接觸的部分，即 第1基座部102a的外周部，亦即與硅晶片101的外周部分離的部分。即，第1基座部102a 與硅晶片101的外周部接觸，該接觸部分被加熱，這一點與圖8相同，但與外周部接觸的第1 基座部102a的溫度比圖8所示情況時低。并且，根據(jù)本實施方式的結(jié)構(gòu)，在間隙201與間 隙202之間沒有設(shè)置將這些空間隔開的遮蔽物，所以不存在通過遮蔽物從第2基座部102b 向硅晶片101或第1基座部102a傳遞熱，使得硅晶片101的特定部分的溫度上升的情況。在圖3中，優(yōu)選間隙201的高度H和間隙202的高度H’實質(zhì)上相同。存在于這些 間隙中的氣氛氣體的熱阻抗比SiC高，所以通過調(diào)整間隙的高度，能夠調(diào)整硅晶片101的溫 度分布。即，通過使高度H與高度H’相同，能夠使硅晶片101的溫度分布均勻。高度H和 高度H’例如能夠設(shè)為0. 6mm 0. 8mm范圍內(nèi)的相同的值，但是優(yōu)選根據(jù)腔室內(nèi)的壓力適當 設(shè)定。并且，硅晶片101的溫度分布也能夠根據(jù)間隙202的橫向長度L進行調(diào)整。在L變 長時，通過與第2基座部102b之間的接觸部從第1基座部102a傳遞給硅晶片101的熱量 減少，硅晶片101的外周部的溫度變低。另外，在基座102中，第1基座部102a和第2基座部102b能夠是在分別獨立形成 后再組合的構(gòu)造，但也可以是從最初就形成為一體的構(gòu)造。圖4是實施熱傳導模擬，對使用本實施方式的基座(基座102)情況和使用圖8所 示的現(xiàn)有基座(基座301)的情況，將硅晶片的溫度分布進行對比的一例。另外，橫軸表示距 硅晶片的中心的距離，縱軸表示硅晶片的溫度。根據(jù)該圖可知，在使用現(xiàn)有基座的情況下， 在硅晶片的外周部溫度明顯升高，但根據(jù)本實施方式的基座，外周部的溫度上升被抑制，能 夠形成大致均勻的溫度分布。這樣，在基座102中，第2基座部102b被配置成為在硅晶片101被支承在第1基 座部102a上的狀態(tài)下，使第2基座部102b與硅晶片101之間形成預(yù)定間隔H的間隙201， 并且被配置成為在其與第1基座部102a之間也形成與間隙201相連續(xù)的間隙202。這里， 優(yōu)選間隙202的間隔H’實質(zhì)上與間隔201的間隔H相同。根據(jù)具有這種構(gòu)造的基座102， 硅晶片101的外周部的溫度相比除外周部之外的部分不會急劇上升，所以不會妨礙硅晶片 101的均勻的溫度分布。并且，硅晶片101的外周部的熱應(yīng)力降低，所以也能夠防止在硅晶 片101產(chǎn)生滑移。圖5是本實施方式的基座的另一個示例，是將硅晶片承載在基座上的狀態(tài)的局部 剖面圖。另外，在圖5中沒有示出的基座的另一端與圖5所示的構(gòu)造相同。圖5所示的基座102i具有環(huán)狀第1基座部102 ，支承硅晶片101的外周部；和 第2基座部102bi，與第1基座部102 的外周部相接設(shè)置，并遮擋第1基座部102 的開口 部分，在硅晶片101與第2基座部102bi之間設(shè)有間隙201:，并且在第1基座部102 與第 2基座部102bi之間也設(shè)有間隙202:，這一點與圖3所示的基座102相同。但是，在基座102中，位于間隙201和間隙202的邊界處的第1基座部102a和第2 基座部102b的斷面，分別具有與垂直方向平行的端部102a，、102b，，與此相對，在基座 中，位于間隙和間隙202:的邊界處的第1基座部102%和第2基座部102bi的剖面端 部102a/、102b/，分別具有錐形形狀，這一點不同。
如上所述，在基座102中，在間隙201與間隙202之間沒有設(shè)置將這些空間隔開的 遮蔽物。因此，不存在通過遮蔽物從第2基座部102b向硅晶片101或第1基座部102a傳 遞熱，使得硅晶片101的特定部分的溫度上升的情況。但是，在第1基座部102a的位置和 第2基座部102b的位置相對偏離，它們之間的距離非常接近或者它們接觸時，可認為是處 于和在間隙201與間隙202之間設(shè)有遮蔽物時相同的狀態(tài)。因此，如圖5所示，使位于間隙和間隙202:的邊界處的第1基座部102 和第 2基座部102bi的剖面端部102a/、102b/分別形成為錐形形狀。由此，在第1基座部102 的位置和第2基座部102bi的位置相對偏離時，也能夠使它們之間的距離不會大幅變化。另外，在基座102i中，第1基座部102 和第2基座部1021^能夠是在分別獨立形 成后再組合的構(gòu)造，但也可以是從最初就形成為一體的構(gòu)造。圖6是本實施方式的基座的另一個示例，是將硅晶片承載在基座上的狀態(tài)的局部 剖面圖。另外，在圖6中沒有示出的基座的另一端與圖6所示的構(gòu)造相同。圖6所示的基座1022具有環(huán)狀第1基座部102a2，支承硅晶片101的外周部；第 2基座部102b2，遮擋第1基座部102a2的開口部分；和第3基座部102c2，其形成為開口部 分比第1基座部102a2大的環(huán)狀，與第1基座部102a2的外周部相接設(shè)置，并支承第2基座 部102b2的外周部。S卩，基座1022與將圖3或圖5中的第2基座部在支承第1基座部的部 分分割為兩部分的構(gòu)造相對應(yīng)。換言之，基座1022能夠表述成為下述構(gòu)造，即圖3或圖5中的第2基座部被分割 成為第1部分和第2部分，該第1部分遮擋第1基座部的開口部分，該第2部分形成為開口 部分比第1基座部大的環(huán)狀，與第1基座部的外周部相接設(shè)置，并支承第1部分的外周部。 第1部分與圖6中的第2基座部102b2對應(yīng)，第2部分與圖6中的第3基座部102c2對應(yīng)。圖6所示的基座1022在硅晶片101與第2基座部102b2之間設(shè)有間隙2012，并且 在第1基座部102a2與第2基座部102b2之間也設(shè)有間隙2022，這一點與圖3或圖5所示的 基座相同。另外，在圖6中，位于間隙2012和間隙2022的邊界處的第1基座部102a2和第 2基座部102b2的剖面端部102a2’、102b2’，分別具有錐形形狀，但也可以是與圖3所示的基 座相同的與垂直方向平行的端部。在圖3或圖5所示的第2基座部中，存在熱應(yīng)力集中在支承第1基座部的部分和 第1基座部與第2基座部的間隙之間的邊界附近的情況。并且，在第2基座部由于熱變形 而撓曲，使得硅晶片與第2基座部的距離變化時，認為很難使硅晶片的溫度分布均勻。因此，在支承第1基座部的部分將第2基座部分割成為兩部分。即，如圖6所示， 利用環(huán)狀第1基座部102a2、第2基座部102b2和第3基座部102c2構(gòu)成基座1022，其中第1 基座部102a2支承硅晶片101的外周部，第2基座部102b2遮擋第1基座部102a2的開口部 分，第3基座部102c2形成為開口部分比第1基座部102a2大的環(huán)狀，與第1基座部102a2的 外周部相接設(shè)置，并支承第2基座部102b2的外周部。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，應(yīng)力容易集中的部分 被預(yù)先分割，所以能夠避免應(yīng)力集中于該部分使得基座1022破損。并且，第2基座部102b2 因撓曲而出現(xiàn)的變形也得到減輕，所以能夠使硅晶片101的溫度分布更加均勻。圖7是本實施方式的基座的另一個示例，是將硅晶片承載在基座上的狀態(tài)的局部 剖面圖。另外，在圖7中沒有示出的基座的另一端與圖7所示的構(gòu)造相同。圖7所示的基座1023與將圖6所示的基座1022的第2基座部102b2在間隙2012和間隙2022的邊界附近進行分割的構(gòu)造相對應(yīng)。這種構(gòu)造能夠表述如下。即將圖6所示的 基座1022表述成為將圖3或圖5中的第2基座部分割成為第1部分和第2部分的構(gòu)造，其 中第1部分遮擋第1基座部的開口部分，第2部分形成為開口部分比第1基座部大的環(huán)狀， 與第1基座部的外周部相接設(shè)置，并支承第1部分的外周部，在這種表述的情況下，能夠?qū)?圖7所示的基座1023表述成為第1部分被分割成為第3部分和第4部分的構(gòu)造，該第3部 分遮擋第1基座部的開口部分，該第4部分形成為支承第3部分的環(huán)狀，并被支承在第2部 分上。第3部分與圖7中的第2基座部102b3對應(yīng)，第4部分與圖7中的第4基座部102d3 對應(yīng)。在圖7中，基座1023具有環(huán)狀第1基座部102a3，支承硅晶片101的外周部；第2 基座部102b3，遮擋第1基座部102a3的開口部分；第3基座部102c3，其形成為開口部分比 第1基座部102a3大的環(huán)狀，與第1基座部102a3的外周部相接設(shè)置；和第4基座部102d3， 其形成為支承第2基座部102b3的環(huán)狀，并被支承第3基座部102c3上。在基座1023中，在硅晶片101與第2基座部102b3之間設(shè)有間隙2013，并且在第1 基座部102a3與第4基座部102d3之間也設(shè)有間隙2023。另外，在圖7中，位于間隙2013和 間隙2023的邊界處的第1基座部102a3和第4基座部102d3的剖面端部102a/、102d3，，分 別具有錐形形狀，但也可以是與圖3所示的基座相同的與垂直方向平行的端部。已經(jīng)說明了通過使基座形成為圖6所示的構(gòu)造，能夠減輕產(chǎn)生于第2基座部的應(yīng) 力。并且，根據(jù)圖7所示的構(gòu)造，能夠進一步減輕產(chǎn)生于第2基座部的應(yīng)力。S卩，通過形成 為預(yù)先將圖6中第2基座部102b2的間隙2012和間隙2022的邊界附近進行分割的、圖7所 示的構(gòu)造，第2基座部在熱變形時的約束被釋放，所以能夠降低產(chǎn)生于第2基座部整體的應(yīng) 力。并且，根據(jù)圖7所示的構(gòu)造，能夠在簡便且穩(wěn)定的狀態(tài)下輸送晶片。例如，在圖1中，在 旋轉(zhuǎn)部104的內(nèi)部設(shè)置升降銷，使該升降銷上升并支承第2基座部102b3，然后使該升降銷 繼續(xù)上升，使第2基座部102b3從第4基座部102d3離開。再使第2基座部102b3上升，利 用第2基座部102b3支承被搬入到腔室103內(nèi)部的硅晶片101的下表面。然后，使第2基 座部102b3在由升降銷支承著的狀態(tài)下下降，并返回到初始位置。這樣，根據(jù)圖7所示的構(gòu) 造，能夠利用第2基座部102b3支承硅晶片101。因此，能夠?qū)⒐杈?01在簡便且穩(wěn)定狀 態(tài)下承載在基座1023上的能夠進行成膜處理的位置。如以上說明的那樣，根據(jù)本實施方式的基座，在第1基座部與第2基座部(在圖7 的示例中是第4基座部)之間具有間隙，所以即使是通過使第1基座部與晶片的外周部接 觸來將該部分加熱的結(jié)構(gòu)，與外周部接觸的第1基座部的溫度也比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)低。因此，晶片 的外周部的溫度相比除外周部之外的部分的溫度不會急劇上升，所以不會妨礙晶片的均勻 的溫度分布。并且，在晶片與第1基座部之間的接觸部分的熱應(yīng)力集中也得到減輕，所以能 夠減少基座破損、在晶片產(chǎn)生滑移的情況。總之，根據(jù)本實施方式，能夠提供減少晶片的粘貼、金屬污染及位置偏離，并且有 效實現(xiàn)晶片的均勻的溫度分布的成膜裝置。并且，根據(jù)本實施方式的成膜裝置，由于使用上述基座，所以能夠減少滑移的產(chǎn) 生，在晶片上成膜膜厚均勻的膜。關(guān)于本實施方式的成膜方法的一例，參照圖1進行說明。根據(jù)該成膜方法，能夠減 少滑移的產(chǎn)生，在晶片上成膜膜厚均勻的膜。另外，也可以使用基座102P102P1023取代基
11座 102。首先，如圖2所示，將硅晶片101承載在基座102上。具體地講，將硅晶片101的 外周部支承在環(huán)狀第1基座部102a上，與第1基座部102a的外周部相接地設(shè)置用于遮擋 第1基座部102a的開口部分的第2基座部102b，并且，為了使硅晶片101被均勻加熱，在硅 晶片101被支承在第1基座部102a上的狀態(tài)下，在硅晶片101與第2基座部102b之間隔 開預(yù)定間隔H的間隙進行配置，并且配置成為在第1基座部102a與第2基座部102b之間 也形成與間隙201相連續(xù)、而且實質(zhì)上與預(yù)定間隔H相同的間隔H’的間隙202。然后，例如 使氫氣在幾十torr的減壓狀態(tài)下流過的同時，跟隨旋轉(zhuǎn)部104使硅晶片101以約50rpm旋 轉(zhuǎn)。然后，利用內(nèi)加熱器120和外加熱器121將硅晶片101加熱到1100°C 1200°C。 例如，緩慢加熱到作為成膜溫度的1150°C。在通過放射溫度計122的測定，確認硅晶片101的溫度達到1150°C后，使硅晶片 101的轉(zhuǎn)速緩慢上升。并且，從氣體供給部123通過淋浴板124向腔室103的內(nèi)部供給原料 氣體。在本實施方式中，作為原料氣體能夠使用三氯硅烷(卜々口 口〉，> )，在與作為 載體氣體的氫氣混合的狀態(tài)下，從氣體供給部123導入到腔室103的內(nèi)部。被導入到腔室103內(nèi)部的原料氣體流向硅晶片101。并且，使硅晶片101的溫度保 持在1150°C，使基座102以900rpm以上的高速度旋轉(zhuǎn)，同時從氣體供給部123通過淋浴板 124不斷向硅晶片101供給新的原料氣體。由此，能夠以高的成膜速度、高效率地形成外延 膜。通過這樣導入原料氣體并使基座102旋轉(zhuǎn)，能夠在硅晶片101上生長厚度均勻的 硅外延層。例如，在功率半導體的用途中，在300mm的硅晶片上形成lOym以上、多數(shù)情況 時約為川?。。。。?^^^?。?！的厚膜。為了形成厚膜，可以提高成膜時的基板的轉(zhuǎn)速，例如設(shè)為 上述的約900rpm的轉(zhuǎn)速。另外，關(guān)于硅晶片101向腔室103內(nèi)的搬入或者向腔室103外部的搬出，能夠采用 公知的方法。例如，在采用圖3所示的基座102、即第1基座部102a和第2基座部102b構(gòu)成為 一體的基座時，例如能夠利用伯努利(《>3 — 4)效應(yīng)來輸送硅晶片101。例如，使保持 氣體從硅晶片的背面的中央部附近朝向周緣部方向呈放射狀噴出。于是，產(chǎn)生伯努利效應(yīng)， 能夠使硅晶片浮起并進行保持。另外，在采用圖5所示的基座102i、即第1基座部102%和 第2基座部102bi構(gòu)成為一體的基座時也相同。并且，在采用圖7所示的基座時能夠按照下面所述進行操作。例如，在圖1中，使用未圖示的搬運機器人，將硅晶片101搬入腔室103。這里，假 設(shè)在旋轉(zhuǎn)部104的內(nèi)部設(shè)有貫穿旋轉(zhuǎn)軸104b內(nèi)部的未圖示的升降銷。使升降銷上升并支 承第2基座部102b3，然后使升降銷繼續(xù)上升，使第2基座部102b3從第4基座部102d3抬起 并離開。再使第2基座部102b3上升，利用第2基座部102b3支承被支承在搬運機器人上的 硅晶片101的下表面。如果在第2基座部102b3的與硅晶片101相對置的面上設(shè)置未圖示 的多個凸部，則能夠利用凸部支承硅晶片101。然后，使硅晶片101從搬運機器人離開，只利 用第2基座部102b3支承硅晶片101基板。將硅晶片101轉(zhuǎn)交給第2基座部102b3后的搬 運機器人，從腔室103內(nèi)退出。然后，使接收了硅晶片101的第2基座部102b3以由升降銷
12支承著的狀態(tài)下降。并且，使第2基座部102b3返回到初始位置。這樣，能夠?qū)⒐杈?01 承載在基座1023上的能夠進行成膜處理的位置。在結(jié)束成膜處理后，通過與上述相反的操 作，把硅晶片101從第2基座部102b3轉(zhuǎn)交給搬運機器人，搬出到腔室103外部。在采用圖3或圖5所示的基座、即第1基座部和第2基座部沒有構(gòu)成為一體的基 座時，或采用圖6所示的基座時，利用升降銷使第1基座部升降，由此能夠在基座與搬運機 器人之間轉(zhuǎn)交硅晶片101。本發(fā)明的實施方式的特征和優(yōu)點可以總結(jié)如下。在本發(fā)明的實施方式的基座中，能夠提供減少晶片的粘貼、金屬污染及位置偏離， 并且有效實現(xiàn)晶片的均勻的溫度分布的基座。在本發(fā)明的實施方式的成膜裝置中，能夠提供減少滑移的產(chǎn)生、形成膜厚均勻的 膜的成膜裝置。在本發(fā)明的實施方式的成膜方法中，與成膜裝置相同，能夠提供減少滑移的產(chǎn)生、 形成膜厚均勻的膜的成膜方法。另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，當然可以在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)進行 各種變形。例如，在上述實施方式中構(gòu)成為在使硅晶片旋轉(zhuǎn)的同時進行成膜，但是也可以在 進行成膜時不使硅晶片旋轉(zhuǎn)。并且，在上述實施方式中，作為成膜裝置的一例列舉了外延生長裝置，但本發(fā)明不 限于此。只要是向成膜室內(nèi)供給反應(yīng)氣體，對放置于成膜室內(nèi)的晶片進行加熱，在晶片的表 面形成膜的成膜裝置，則也可以是CVD裝置等其他的成膜裝置。
權(quán)利要求
一種基座，用于在對基板進行預(yù)定的處理時承載所述基板，其特征在于，所述基座具有環(huán)狀的第1基座部，支承所述基板的外周部；和第2基座部，與所述第1基座部的外周部相接設(shè)置，并遮擋所述第1基座部的開口部分，所述第2基座部被配置成為在所述基板被支承在所述第1基座部上的狀態(tài)下，使所述第2基座部與所述基板之間形成預(yù)定間隔的間隙，并且被配置成為在所述第2基座部與所述第1基座部之間也形成與所述間隙相連續(xù)的、而且間隔與所述預(yù)定間隔實質(zhì)上相同的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，所述第2基座部被分割為第1部分和第2部分，所述第1部分遮擋所述第1基座部的 開口部分，所述第2部分形成為開口部分比所述第1基座部大的環(huán)狀，并與所述第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并且支承所述第1部分的外周部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基座，其特征在于，所述第1部分被分割為第3部分和第4部分，所述第3部分遮擋所述第1基座部的開 口部分，所述第4部分形成為支承所述第3部分的環(huán)狀，并被支承在所述第2部分上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，位于兩個間隙的邊界處的所述第1基座部和所述第2基座部的剖面端部，分別具有錐 形形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基座，其特征在于，所述第2基座部被分割為第1部分和第2部分，所述第1部分遮擋所述第1基座部的 開口部分，所述第2部分形成為開口部分比所述第1基座部大的環(huán)狀，并與所述第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并且支承所述第1部分的外周部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基座，其特征在于，所述第1部分被分割為第3部分和第4部分，所述第3部分遮擋所述第1基座部的開 口部分，所述第4部分形成為支承所述第3部分的環(huán)狀，并被支承在所述第2部分上。
7. 一種成膜裝置，其特征在于，具有 成膜室，基板被搬入該成膜室；基座，用于在所述成膜室內(nèi)承載所述基板；和 加熱部，用于通過所述基座對所述基板加熱， 所述基座具有環(huán)狀的第1基座部，支承所述基板的外周部；和第2基座部，與所述第1基座部的外周部相接設(shè)置，并遮擋所述第1基座部的開口部分，所述第2基座部在與所述第1基座部相對置的部分具有凹部，在所述基板被支承在所 述第1基座部上的狀態(tài)下，在所述基板與所述第2基座部之間形成預(yù)定間隔的間隙，并且在 所述第1基座部與所述第2基座部之間也形成與所述間隙相連續(xù)的、而且間隔與所述預(yù)定 間隔實質(zhì)上相同的間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜裝置，其特征在于，所述第2基座部被分割為第1部分和第2部分，所述第1部分遮擋所述第1基座部的 開口部分，所述第2部分形成為開口部分比所述第1基座部大的環(huán)狀，并與所述第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并且支承所述第1部分的外周部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成膜裝置，其特征在于，所述第1部分被分割為第3部分和第4部分，所述第3部分遮擋所述第1基座部的開 口部分，所述第4部分形成為支承所述第3部分的環(huán)狀，并被支承在所述第2部分上。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成膜裝置，其特征在于，位于兩個間隙的邊界處的所述第1基座部和所述第2基座部的剖面端部，分別具有錐 形形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的成膜裝置，其特征在于，所述第2基座部被分割為第1部分和第2部分，所述第1部分遮擋所述第1基座部的 開口部分，所述第2部分形成為開口部分比所述第1基座部大的環(huán)狀，并與所述第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并且支承所述第1部分的外周部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的成膜裝置，其特征在于，所述第1部分被分割為第3部分和第4部分，所述第3部分遮擋所述第1基座部的開 口部分，所述第4部分形成為支承所述第3部分的環(huán)狀，并被支承在所述第2部分上。
13.一種成膜方法，在成膜室內(nèi)對基板加熱的同時在所述基板上形成預(yù)定的膜，其特征 在于，該方法包括用環(huán)狀的第1基座部支承所述基板的外周部；與所述第1基座部的外周部相接地設(shè)置用于遮擋所述第1基座部的開口部分的第2基 座部；并且在所述基板被支承在所述第1基座部上的狀態(tài)下，在所述基板與所述第2基座部之間 形成預(yù)定間隔的間隙進行配置，并且配置成為在所述第1基座部與所述第2基座部之間也 形成與所述間隙相連續(xù)的、而且間隔與所述預(yù)定間隔實質(zhì)上相同的間隙，以使得所述基板 被均勻加熱。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的成膜方法，其特征在于，所述第2基座部被分割為第1部分和第2部分，所述第1部分遮擋所述第1基座部的 開口部分，所述第2部分形成為開口部分比所述第1基座部大的環(huán)狀，并與所述第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并且支承所述第1部分的外周部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成膜方法，其特征在于，所述第1部分被分割為第3部分和第4部分，所述第3部分遮擋所述第1基座部的開 口部分，所述第4部分形成為支承所述第3部分的環(huán)狀，并被支承在所述第2部分上。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成膜方法，其特征在于，位于兩個間隙的邊界處的所述第1基座部和所述第2基座部的剖面端部，分別具有錐 形形狀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的成膜方法，其特征在于，所述第2基座部被分割為第1部分和第2部分，所述第1部分遮擋所述第1基座部的 開口部分，所述第2部分形成為開口部分比所述第1基座部大的環(huán)狀，并與所述第1基座部 的外周部相接設(shè)置，并且支承所述第1部分的外周部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的成膜方法，其特征在于，所述第1部分被分割為第3部分和第4部分，所述第3部分遮擋所述第1基座部的開 口部分，所述第4部分形成為支承所述第3部分的環(huán)狀，并被支承在所述第2部分上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基座、成膜裝置及成膜方法。根據(jù)本實施方式，基座具有環(huán)狀的第1基座部，支承硅晶片的外周部；和第2基座部，與第1基座部的外周部相接設(shè)置，并遮擋第1基座部的開口部分。第2基座部被配置成為在硅晶片被支承在第1基座部上的狀態(tài)下，使第2基座部與硅晶片之間形成預(yù)定間隔H的間隙，并且被配置成為在第2基座部與第1基座部之間也形成與上述間隙相連續(xù)的、而且間隔與預(yù)定間隔實質(zhì)上相同的間隙。
文檔編號H01L21/205GK101944479SQ20101022083
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者東真也, 平田博信 申請人:株式會社東芝;紐富來科技股份有限公司