JP7371510B2 - 成膜方法および基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の成膜方法は、化学気相成長法によって成膜対象基板に膜を成膜する方法である。
膜を成膜する対象となる基板である成膜対象基板としては、特に限定されないが、例えばシリコン支持基板またはカーボン支持基板を挙げることができる。また、成膜対象基板の形状としては、例えば薄膜で円形である、直径4インチ~8インチ程度のウエハ形状のものを挙げることができる。
成膜する膜としては、特に限定されないが、例えば炭化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、炭化チタンまたはダイヤモンドライクカーボンの膜を挙げることができる。また、単結晶膜を成膜してもよく、多結晶膜を成膜してもよい。
以下、一例として、本発明の成膜方法に用いることの出来る成膜装置1000について説明する。
次に、本発明の基板の製造方法について説明する。本発明の基板の製造方法は、上記した本発明の成膜方法を含む。ここでは、成膜方法の説明は省略する。
露出工程の一例としては、上記した本発明の成膜方法により得た、表面に炭化珪素多結晶膜が成膜したカーボン支持基板に対し、成膜した炭化珪素多結晶膜の端部を除去してカーボン支持基板を露出させる工程が挙げられる。この工程により、カーボン支持基板が露出され、後述する燃焼除去工程によりカーボン支持基板を気化させ易くなる。
燃焼除去工程の一例としては、大気雰囲気中において、圧力を1気圧、温度800℃の条件下に、露出工程後のカーボン支持基板を100時間以上保持する工程が挙げられる。本工程により、カーボン支持基板を燃焼させて除去できるため、炭化珪素多結晶基板を得ることができる。
炭化珪素多結晶基板の製造方法では、燃焼除去工程後、成膜した炭化珪素多結晶膜の表面を研磨する研磨工程を含んでもよい。炭化珪素多結晶基板は、半導体の製造に用いられる基板とするのであれば、半導体製造プロセスで使用できる面精度が必要となる。そこで、本工程により、炭化珪素基板の表面を平滑化することが好ましい。
本発明の炭化珪素基板の製造方法は、上記の工程以外にも、他の工程を含むことができる。例えば、研磨工程による炭化珪素基板への付着物を除去するための洗浄工程等が挙げられる。また、本発明の基板の製造方法としては、炭化珪素多結晶基板とは異なる基板を製造する場合において、基板を製造するための任意の工程を含むことができる。
炭化珪素多結晶膜の成膜に使用した成膜装置1000としては、成膜室1010の底面から原料ガスを導入し、天井より排出するホットウォール型の熱CVD装置を用いた。成膜対象基板100としては、厚み5mmで直径400mmのウエハ形状であり、中心に直径50mmの開口部110を有するカーボン支持基板を使用した。図2、5に示す態様のように、成膜対象基板100を、その面法線300が回転軸200と平行であり、かつ原料ガスの流れる方向と直交するように、成膜室1010内に配置した。成膜に使用した成膜対象基板100は6枚であり、各成膜対象基板100の向かい合う成膜対象面120の基板間距離140がいずれも20mmとなるように、回転軸200に串刺し状に固定した。なお、成膜対象基板100の間を通過する原料ガスの流れが均等となるように、成膜室1010の内壁と、その内壁と対向する成膜対象面120との距離も20mmとなるように設置した。
成膜対象基板100としては、厚み5mmで直径151mmのウエハ形状であり、開口部110の無いカーボン支持基板を使用した。図3に示すように、回転軸200に対して回転対称として4回対称にナットで挟んで配置したものを1組の回転対称基板群400として、回転対称基板群400の間における基板間距離420が20mmで等間隔となるように、合計6組(成膜対象基板100の合計24枚)の回転対称基板群400を成膜室1010に配置した。また、成膜対象基板100の間を通過する原料ガスの流れが均等となるように、成膜室1010の内壁と、その内壁と対向する成膜対象面120との距離も20mmとなるように設置した。その他の条件は、実施例1と同様にして成膜した。
成膜工程における成膜対象基板100の回転速度を0rpm(無回転)とした以外は、実施例1と同様に成膜工程、露出工程および燃焼除去工程を行った。得られた48枚の炭化珪素多結晶基板の全てについて厚みを測定した結果、同一面内における厚みが最も薄い箇所は30μmであり、最も厚い箇所は520μmであった。
以上のとおり、本発明であれば、成膜対象基板の成膜対象面の同一面内における、成膜した膜の膜厚のバラつきを抑制することができる。実施例では、その一例として、カーボン基板に炭化珪素多結晶膜を成膜する場合について紹介したが、本発明の効果は、この場合のみならず、カーボン基板やシリコン基板等に対し、炭化珪素、窒化チタン、窒化アルミニウム、炭化チタンまたはダイヤモンドライクカーボン等の単結晶膜や多結晶膜等を成膜する場合においても、得られるものである。
110 開口部
120 成膜対象面
120a おもて面
120b うら面
130 中心軸
140 基板間距離
200 回転軸
300 面法線
400 回転対称基板群
410 回転軸
420 基板間距離
1000 成膜装置
1010 成膜室
1020 導入口
1030 排気口
1040 排出ガス導入室
1050 ボックス
1060 ヒーター
1100 筐体
A 矢印
B 矢印
Claims (8)
- 化学気相成長法によって成膜対象基板に膜を成膜する成膜方法であって、
前記成膜対象基板の成膜対象面の面法線と、原料ガスの流れる方向を直交させると共に、前記面法線と前記成膜対象基板が回転する回転軸が平行となる方向に前記成膜対象基板を回転させて成膜し、
前記原料ガスの流れる方向は、鉛直方向である、成膜方法。 - 前記成膜方法は、複数の前記成膜対象基板を成膜する方法であり、
複数の前記成膜対象基板のいずれも、その中心に前記回転軸を挿通可能な開口部を有しており、前記開口部に前記回転軸を挿通して串刺し状に複数の前記成膜対象基板が配置されており、
複数の前記成膜対象基板の中心軸は、前記回転軸と一致する、請求項1に記載の成膜方法。 - 複数の前記成膜対象基板の基板間距離が等間隔である、請求項2に記載の成膜方法。
- 前記成膜方法は、複数の前記成膜対象基板を成膜する方法であり、
複数の前記成膜対象基板が回転対称に前記回転軸に配置された少なくとも1つの回転対称基板群を構成し、
前記成膜対象基板のいずれも、固定手段が前記成膜対象基板を挟んで把持することによって前記回転軸に固定されている、請求項1に記載の成膜方法。 - 複数の前記回転対称基板群の回転軸が一致する、請求項4に記載の成膜方法。
- 複数の前記回転対称基板群の間における基板間距離が等間隔である、請求項5に記載の成膜方法。
- 前記成膜対象基板がシリコン支持基板またはカーボン支持基板であり、前記成膜方法は前記成膜対象基板に炭化珪素多結晶膜を成膜する方法である、請求項1~6のいずれかに記載の成膜方法。
- 請求項1~7のいずれかに記載の成膜方法を含む、基板の製造方法。
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