專利名稱：襯底處理裝置、晶片支架及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對多個層疊而成的襯底進(jìn)行處理的襯底處理裝置、晶片支架及襯底或半導(dǎo)體裝置的制造方法，尤其涉及將碳化硅(SiC)外延薄膜成膜在襯底上的襯底處理裝置、晶片支架及襯底或半導(dǎo)體器件的制造方。
背景技術(shù)：
碳化硅(SiC)因絕緣耐壓和熱傳導(dǎo)性比硅(Si)高等而尤其作為功率器件用元件材料而受到注目。一方面，公知由于SiC的雜質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)小等，因此與Si相比，結(jié)晶襯底和半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體器件)的制造困難。例如，Si的外延成膜溫度為900°C 1200°C左右，而SiC的外延成膜溫度為1500°C 1800°C左右，需要對裝置的耐熱構(gòu)造和材料的分解抑制等進(jìn)行技術(shù)性的研究。作為能夠有效率地處理多個襯底的分批式的襯底處理裝置，例如公知具有縱向?qū)盈B地保持多個襯底的舟皿的所謂分批式縱型襯底處理裝置。該分批式縱型襯底處理裝置將層疊地保持多個襯底的舟皿向處理爐內(nèi)輸送，然后，使處理爐內(nèi)升溫到規(guī)定溫度，并從設(shè)置在處理爐內(nèi)的氣體噴嘴向各襯底供給反應(yīng)氣體。由此，各襯底的成膜面暴露在反應(yīng)氣體中，分批式縱型襯底處理裝置能夠一次性地效率良好地對各襯底進(jìn)行成膜處理。作為這樣的所謂分批式縱型襯底處理裝置，例如公知專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)。專利文獻(xiàn)I記載的襯底處理裝置具有層疊并保持多個晶片(襯底)的舟皿，在形成該舟皿的多個支柱上，以水平姿勢多層地焊接有圓環(huán)狀的石英制的支架板。另外，在各支架板的徑向內(nèi)側(cè)(內(nèi)周側(cè))分別通過焊接等固定有共計3個爪，各爪以水平姿勢保持晶片。在支架板的徑向外側(cè)設(shè)置有反應(yīng)氣體導(dǎo)入管(氣體噴嘴)，從該反應(yīng)氣體導(dǎo)入管供給的反應(yīng)氣體從徑向外側(cè)通過各支柱具有的部分到達(dá)各晶片。由于各支柱暴露在反應(yīng)氣體中，所以在各支柱上也被成膜。也就是說，由于各支柱消耗反應(yīng)氣體，所以成為各支柱周邊的反應(yīng)氣體的成膜成分濃度降低的狀態(tài)。而在專利文獻(xiàn)I記載的襯底處理裝置中，由于各支柱和各晶片之間的距離遠(yuǎn)，所以能夠向各晶片的成膜面供給大致恒定濃度的反應(yīng)氣體，能夠抑制對成膜精度帶來不良影響。專利文獻(xiàn)2記載的襯底處理裝置是在形成舟皿的多個支柱上通過焊接等分別固定圓柱狀的晶片支承部，并通過各晶片支承部支承晶片(襯底)。而且，考慮到上述的各支柱對反應(yīng)氣體的消耗，將在與各支柱對應(yīng)的部分上分別具有切口的環(huán)狀板通過焊接等固定在各支柱上。由此，各切口部分的各支柱及各切口部分以外的環(huán)狀板的部分消耗反應(yīng)氣體，進(jìn)而能夠向各晶片的成膜面供給大致恒定濃度的反應(yīng)氣體，能夠抑制對成膜精度帶來不良影響。專利文獻(xiàn)I :日本特開平11-040509號公報專利文獻(xiàn)2 :國際公開第2005/053016號小冊子但是，根據(jù)上述專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2記載的襯底處理裝置，通過焊接等將多個部件即支架板、晶片支承部及環(huán)狀板固定在支柱(舟皿柱)上，由此形成石英制的舟皿。由此，在超過1000°c的高溫下直接使用該石英制的舟皿時，會發(fā)生溶解等問題。因此，需要另外開發(fā)能夠獲得與SiC的外延成膜溫度(1500°C 1800°C左右)相應(yīng)的耐熱構(gòu)造的舟皿?？紤]使用SiC等耐熱性優(yōu)良的材料來形成固定以往那樣的多個部件而成的舟皿，但SiC等材料的耐熱性良好，相應(yīng)地難以通過焊接等固定。也就是說，簡單地替換成耐熱性良好的材料，不能夠形成以往那樣的舟皿，從其他觀點(diǎn)來看，也需要重新討論晶片相對于舟皿的層疊構(gòu)造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種襯底處理裝置、晶片支架及半導(dǎo)體裝置的制造方法，其具有能夠不對成膜精度帶來不良影響且獲得耐高溫效果的晶片的層疊構(gòu)造。本發(fā)明的上述目的以及其他目的和新特征可以從本說明書的說明和附圖明確。以下，簡單地說明本申請所公開的發(fā)明中的代表性結(jié)構(gòu)的概要。S卩，本發(fā)明的襯底處理裝置包括反應(yīng)容器；氣體噴嘴，被設(shè)置在所述反應(yīng)容器內(nèi)，并向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體；舟皿，向所述反應(yīng)容器送入及從所述反應(yīng)容器送出，并包含具有支架保持部的多個舟皿柱；晶片支架，被所述支架保持部保持，并在其內(nèi)周側(cè)保持襯底，所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，并且所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。而且，本發(fā)明的晶片支架以通過支架保持部被保持在舟皿上的方式進(jìn)行移載，并將襯底保持在其內(nèi)周側(cè)，所述舟皿包含具有所述支架保持部的多個舟皿柱，所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。而且，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，是使用如下襯底處理裝置的半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述襯底處理裝置包括反應(yīng)容器；氣體噴嘴，被設(shè)置在所述反應(yīng)容器內(nèi)，并向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體；舟皿，向所述反應(yīng)容器送入及從所述反應(yīng)容器送出，并包含具有支架保持部的多個舟皿柱；晶片支架，被所述支架保持部保持，并在其內(nèi)周側(cè)保持襯底，所述半導(dǎo)體裝置的制造方法包括如下工序?qū)⒅勖笱b載到所述反應(yīng)容器內(nèi)的工序，所述舟皿通過所述支架保持部對保持著所述襯底的所述晶片支架進(jìn)行保持；通過所述氣體噴嘴將所述反應(yīng)氣體向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給從而在所述襯底的表面形成膜的工序；將所述舟皿從所述反應(yīng)容器送出的工序，所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，并且所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。發(fā)明的效果以下，簡單地說明根據(jù)本申請公開的發(fā)明中的代表性結(jié)構(gòu)能夠獲得的效果。S卩，能夠得到不對成膜精度帶來不良影響且能夠獲得耐高溫效果的晶片的層疊構(gòu)造。


圖I是表示本發(fā)明的襯底處理裝置的概要的立體圖。圖2是表示處理爐的內(nèi)部構(gòu)造的剖視圖。圖3是表示處理爐周邊的構(gòu)造的剖視圖。
圖4是用于說明襯底處理裝置的控制系統(tǒng)的框圖。圖5是表示舟皿的詳細(xì)構(gòu)造的立體圖。圖6是表示將晶片保持在晶片支架上的狀態(tài)的剖視圖。圖7是表不晶片及晶片支架的立體圖。圖8是用于說明晶片支架中的消耗反應(yīng)氣體的部分的說明圖。圖9是表示簡單的圓環(huán)形狀的晶片支架(比較例)的與圖7對應(yīng)的立體圖。圖10是表示使用了圖9的比較例的晶片支架的晶片的成膜狀態(tài)的解析圖。圖11是表示使用了本發(fā)明的晶片支架的晶片的成膜狀態(tài)的解析圖。圖12是表示第二實施方式的晶片支架的與圖7對應(yīng)的立體圖。圖13是用于說明圖12的晶片支架中的消耗反應(yīng)氣體的部分的說明圖。圖14是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的例示性的流程圖。附圖標(biāo)記的說明10...半導(dǎo)體制造裝置(襯底處理裝置)，12...框體，14...晶片(襯底)，14a...下表面，14b...上表面，16...晶片盒，16a...蓋，18...晶片盒臺，20...晶片盒輸送裝置，22...晶片盒收納架，24...晶片盒開啟器，26...襯底片數(shù)檢測器，28...襯底移載機(jī)，30...舟皿，30a. 上板，30b...下板，31a. 第一舟皿柱，31b...第二舟皿柱，31c...第三舟皿柱，32...臂，34...舟皿隔熱部，36...集流腔，40...處理爐，42...反應(yīng)管，44...反應(yīng)室，48...加熱體，50...感應(yīng)線圈，51...支承部件，52...溫度控制部，
54...隔熱材料，54a...側(cè)壁部，54b...蓋部，55...外側(cè)隔熱壁，58...磁密封部，60...第一氣體供給口，61...第一氣體供給噴嘴，62...第一氣體排氣口，64...第二氣體供給口，
65...第二氣體供給噴嘴，66...第二氣體排氣口，68...第一氣體管線，69...第二氣體管線，70a...第一氣體源，70b...第二氣體源，70c...第三氣體源，70d. . 第四氣體源，70e.第五氣體源，72a 72e. MFC，74a 74e.閥，76.氣體排氣管，78.氣體流量控制部，79. . .APC閥，80...真空排氣裝置，98...壓力控制部，100.晶片支架，102...密封蓋，104.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，106.旋轉(zhuǎn)軸，108.驅(qū)動控制部，110.支架底座(晶片支架)，IlOa...貫穿孔，111...環(huán)狀階梯部，112...主體部，112a...第一連通孔，112b...第二連通孔，112c...第三連通孔，112d...切缺部，113...薄壁部，114...升降臺，116...導(dǎo)向軸，118...滾珠絲杠，120...支架罩(蓋部件)，121...大直徑主體部，122...小直徑嵌合部，124...升降軸，126...頂板，126a...貫穿孔，128...波紋管，130...升降基板，
132...驅(qū)動部罩，134...驅(qū)動部收納箱，135...冷卻機(jī)構(gòu)，138...電纜，140...冷卻水流路，142...冷卻水配管，144...爐口，150...主控制部，152...控制器，200...晶片支架，
210...支架底座(晶片支架)，211...沖孔，212...主體部，213...薄壁部，213a...圓弧孔，M...升降電機(jī)，LR...加載互鎖室，UP...上基板，LP...下基板，WH...晶片支架，HB...支架底座，HS...支架保持部，VRl...第一假想長方形，VR2...第二假想長方形，VR3...第三假想長方形
具體實施方式

[第一實施方式]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的第一實施方式。在以下的實施方式中，在襯底處理裝置的一例即SiC外延成長裝置中，列舉了沿高度方向(縱向)層疊SiC晶片的所謂分批式縱型SiC外延成長裝置。由此，增加能夠一次處理的SiC晶片的數(shù)量并提聞生廣能力(制造效率)。<整體的結(jié)構(gòu) > 圖I是表示本發(fā)明的襯底處理裝置的概要的立體圖，首先，使用圖I說明本發(fā)明的一個實施方式中的成膜SiC外延薄膜的襯底處理裝置、及半導(dǎo)體器件的制造工序之一即成膜SiC外延薄膜的襯底的制造方法。作為襯底處理裝置(成膜裝置)的半導(dǎo)體制造裝置10是分批式縱型熱處理裝置，具有收納了具備各種功能的多個裝置的框體12。在該半導(dǎo)體制造裝置10中，例如，作為收納由SiC等構(gòu)成的作為襯底的晶片14的襯底收容器，將晶片盒(晶籃)16作為晶片運(yùn)載工具使用。在框體12的正面?zhèn)仍O(shè)置有晶片盒臺18，晶片盒16被輸送到該晶片盒臺18上。在晶片盒16中收納有例如25片晶片14，在蓋16a關(guān)閉的狀態(tài)(密閉狀態(tài))下，晶片盒16被 設(shè)定在晶片盒臺18上。在框體12的正面?zhèn)惹揖信_18的背面?zhèn)?，與該晶片盒臺18相對地設(shè)置有晶片盒輸送裝置20。另外，在晶片盒輸送裝置20的附近并且在背面?zhèn)龋O(shè)置有多層(圖示中是3層)的晶片盒收納架22、晶片盒開啟器24及襯底片數(shù)檢測器26。各晶片盒收納架22被設(shè)置在晶片盒開啟器24及襯底片數(shù)檢測器26的上方側(cè)，搭載多個(圖示中是5個)晶片盒16，以保持該狀態(tài)的方式構(gòu)成。晶片盒輸送裝置20在晶片盒臺18、各晶片盒收納架22及晶片盒開啟器24之間依次輸送晶片盒16。晶片盒開啟器24用于打開晶片盒16的蓋16a，襯底片數(shù)檢測器26與晶片盒開啟器24相鄰地設(shè)置，在蓋16a打開的狀態(tài)下，檢測晶片盒16內(nèi)的晶片14的片數(shù)。在框體12的內(nèi)部，除此以外，還設(shè)置有襯底移載機(jī)28和作為襯底保持工具的舟皿30。襯底移載機(jī)28具有例如5個臂部(鉗部)32，各臂部32成為通過未圖示的驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠升降且能夠旋轉(zhuǎn)的構(gòu)造，能夠從晶片盒16 —次取出5枚晶片14。而且，通過使各臂部32從正面?zhèn)认虮趁鎮(zhèn)确崔D(zhuǎn)移動，而將晶片14每5枚地從位于晶片盒開啟器24的位置的晶片盒16向舟皿30輸送。在框體12內(nèi)的背面?zhèn)炔⒃谏戏絺?cè)設(shè)置有處理爐40。裝填了多枚晶片14的舟皿30被送入處理爐40的內(nèi)部，由此，能夠一次熱處理(分批處理)多個層疊的晶片14。<處理爐的結(jié)構(gòu) > 圖2是表示處理爐的內(nèi)部構(gòu)造的剖視圖，圖3是表示處理爐周邊的構(gòu)造的剖視圖，圖4是用于說明襯底處理裝置的控制系統(tǒng)的框圖，圖5是表示舟皿的詳細(xì)構(gòu)造的立體圖，圖6是表示將晶片保持在晶片支架上的狀態(tài)的剖視圖，圖7是表示晶片及晶片支架的立體圖，圖8是用于說明晶片支架中的消耗反應(yīng)氣體的部分的說明圖。以下，使用這些圖2 圖8對成膜SiC外延薄膜的半導(dǎo)體制造裝置10的處理爐40進(jìn)行說明。處理爐40具有形成圓筒形狀的反應(yīng)室44的反應(yīng)管42。反應(yīng)管42由石英或SiC等的耐熱性材料形成，并形成為上方側(cè)封閉且下方側(cè)開口的有底筒狀。在反應(yīng)管42內(nèi)的反應(yīng)室44中收納有舟皿30。這里，舟皿30使搭載在晶片支架100 (參照圖6 圖8)上的晶片14以水平姿勢且相互中心對齊地排列，并以沿縱向多個層疊的狀態(tài)進(jìn)行保持。此外，在舟皿30的下方側(cè)，例如，設(shè)置有由石英或SiC等耐熱性材料形成為圓柱形的作為隔熱部件的舟皿隔熱部34，來自加熱體48的熱量難以傳遞到處理爐40的下方側(cè)。在反應(yīng)管42的開口側(cè)(圖中下方側(cè))，與反應(yīng)管42同心地配置有集流腔36。集流腔36例如由不銹鋼材料等形成，并形成為上方側(cè)及下方側(cè)開口的圓筒形狀。集流腔36支承反應(yīng)管42，在集流腔36和反應(yīng)管42之間設(shè)置有作為密封部件的O型環(huán)(未圖示)。由此，防止反應(yīng)管42及集流腔36的內(nèi)部所填充的反應(yīng)氣體向外部泄漏。集流腔36被設(shè)置在其下方側(cè)的保持體(未圖示)支承，由此，反應(yīng)管42成為相對于地面(未圖示)垂直地安裝的狀態(tài)。這里，由反應(yīng)管42及集流腔36形成反應(yīng)容器。處理爐40具有加熱體48和感應(yīng)線圈50。加熱體48被設(shè)置在反應(yīng)室44內(nèi)，并形成為上方側(cè)封閉且下方側(cè)開口的有底筒狀。由此，能夠?qū)ο蚣訜狍w48內(nèi)供給的反應(yīng)氣體進(jìn)行密封，并且能夠抑制向反應(yīng)室44的上方側(cè)的放熱。加熱體48以至少包圍多個層疊的晶片14的層疊區(qū)域的方式設(shè)置，并通過作 為磁場發(fā)生部發(fā)揮功能的感應(yīng)線圈50被感應(yīng)加熱。感應(yīng)線圈50以螺旋狀被固定在圓筒形狀的支承部件51的內(nèi)周側(cè)，該感應(yīng)線圈50通過外部電源(未圖示)被通電。而且,通過對感應(yīng)線圈50通電，該感應(yīng)線圈50產(chǎn)生磁場，進(jìn)而加熱體48被感應(yīng)加熱。這樣，通過感應(yīng)加熱使加熱體48發(fā)熱，由此反應(yīng)室44內(nèi)被加熱。在加熱體48的附近設(shè)置有用于檢測反應(yīng)室44內(nèi)的溫度的作為溫度檢測體的溫度傳感器(未圖示)，該溫度傳感器及感應(yīng)線圈50與控制器152的溫度控制部52 (參照圖4)電連接。溫度控制部52基于由溫度傳感器檢測的溫度信息，以反應(yīng)室44內(nèi)的溫度成為所期望的溫度分布的方式，在規(guī)定的時刻調(diào)節(jié)(控制)向感應(yīng)線圈50的通電情況。在反應(yīng)管42和加熱體48之間，例如，設(shè)置有由難被感應(yīng)加熱的石墨氈等形成的隔熱材料54。隔熱材料54具有側(cè)壁部54a和蓋部54b，與反應(yīng)管42及加熱體48同樣地，形成為上方側(cè)封閉且下方側(cè)開口的有底筒狀。這樣，通過設(shè)置隔熱材料54，切斷來自加熱體48的輻射熱的傳遞，來抑制反應(yīng)管42或反應(yīng)管42的外部被加熱。此外，側(cè)壁部54a及蓋部54b能夠一體成形或由分體的部件構(gòu)成。在感應(yīng)線圈50的外周側(cè)，為抑制反應(yīng)室44內(nèi)的熱量向外部傳遞，例如，設(shè)置有水冷構(gòu)造的外側(cè)隔熱壁55。外側(cè)隔熱壁55形成為圓筒形狀，并以包圍反應(yīng)室44 (支承部件51)的方式配置。而且，在外側(cè)隔熱壁55的外周側(cè)，設(shè)置有用于防止通過對感應(yīng)線圈50通電而產(chǎn)生的磁場向外部泄漏的磁密封部58。磁密封部58也形成為上方側(cè)封閉且下方側(cè)開口的有底筒狀。在加熱體48和各晶片14之間，設(shè)置有具有多個第一氣體供給口 60的第一氣體供給噴嘴(氣體噴嘴)61，其中，所述多個第一氣體供給口 60至少供給含有Si (硅)原子的氣體、含有Cl (氯)原子的氣體、含有C(碳)原子的氣體及還原氣體。另外，在加熱體48和各晶片14之間，在第一氣體供給噴嘴61的相對位置，設(shè)置有將從第一氣體供給噴嘴61供給的反應(yīng)氣體向外部排氣的第一氣體排氣口 62。而且，在反應(yīng)管42和隔熱材料54之間設(shè)置有具有第二氣體供給口 64的第二氣體供給噴嘴65，并在其相對位置設(shè)置有第二氣體排氣口 66。以下，對各噴嘴進(jìn)行說明。第一氣體供給噴嘴61例如由碳石墨等形成為中空管狀，其前端側(cè)向加熱體48的上方側(cè)延伸，第一氣體供給噴嘴61的各第一氣體供給口 60朝向各晶片14的側(cè)面。第一氣體供給噴嘴61的基端側(cè)貫穿集流腔36，并通過焊接等被固定在該集流腔36上。第一氣體供給噴嘴61以分別混合如下氣體的狀態(tài)將反應(yīng)氣體向各晶片14供給，所述氣體至少包括作為含有Si原子的氣體的例如甲硅烷(SiH4)氣體、作為含有Cl原子的氣體的例如氯化氫(HCl)氣體、作為含有C原子的氣體的例如丙烷(C3H8)氣體、作為還原氣體的例如氫氣(H2)氣體。第一氣體供給噴嘴61與第一氣體管線68連接。第一氣體管線68通過作為流量控制器(流量控制機(jī)構(gòu))的各1 以質(zhì)量流量控制器)72&、7213、72(3、72(1及各閥74&、7413、74c、74d與第一氣體源70a、第二氣體源70b、第三氣體源70c、第四氣體源70d連接。此外，各氣體源70a 70d分別被填充例如SiH4氣體、HCl氣體、C3H8氣體、H2氣體。
通過該結(jié)構(gòu)，能夠控制例如SiH4氣體、HCl氣體、C3H8氣體、H2氣體各自的供給流量、濃度、分壓等。各閥74a 74e及各MFC72a 72e與控制器152的氣體流量控制部78(參照圖4)電連接。氣體流量控制部78在規(guī)定的時刻以使要供給的各反應(yīng)氣體的流量成為規(guī)定流量的方式進(jìn)行控制。這里，由分別供給SiH4氣體(成膜氣體)、HCl氣體(蝕刻氣體)、C3H8氣體(成膜氣體)、H2氣體(還原氣體)的各氣體源70a 70d、各閥74a 74d、各MFC72a 72d、第一氣體管線68、第一氣體供給噴嘴61及各第一氣體供給口 60構(gòu)成第一氣體供給系統(tǒng)。此外，在上述中，從第一氣體供給噴嘴61的各第一氣體供給口 60至少供給含有Si原子的氣體、含有Cl原子的氣體、含有C原子的氣體及還原氣體，但不限于此，也可以與各反應(yīng)氣體相對應(yīng)地分別設(shè)置氣體供給噴嘴。該情況下，各反應(yīng)氣體在反應(yīng)室44內(nèi)混合。另夕卜，例如也可以設(shè)置兩個氣體供給噴嘴，能夠以任意的組合混合上述四種反應(yīng)氣體中的兩種，再向各晶片14供給。另外，在上述中，例示了作為含有Cl原子的氣體使用了 HCl氣體的情況，但不限于此,也可以使用氯氣(Cl2)氣體等。而且，在上述中，預(yù)先將含有Si原子的氣體和含有Cl原子的氣體在第一氣體管線68內(nèi)混合，并將該混合的反應(yīng)氣體從各第一氣體供給口 60向晶片14供給，但不限于此，也可以供給含有Si原子和Cl原子的氣體即例如四氯化硅(SiCl4)氣體、三氯硅烷(SiHCl3)氣體、二氯甲硅烷(SiH2Cl2)氣體等。另外，在上述中，例示了作為含有C原子的氣體使用C3H8氣體的情況，但不限于此，還可以使用乙烯(C2H4)氣體、乙炔(C2H2)氣體等。而且，也可以預(yù)先在第一氣體供給噴嘴61內(nèi)混合摻雜劑氣體，從各第一氣體供給口 60供給含有摻雜劑氣體的反應(yīng)氣體。另外，也可以另外設(shè)置用于供給該摻雜劑氣體的專用的氣體供給噴嘴，從該氣體供給噴嘴將摻雜劑氣體供給到反應(yīng)室44內(nèi)。在加熱體48和各晶片14之間與第一氣體供給噴嘴61相對的第一氣體排氣口 62上，連接有貫穿集流腔36并通過焊接等固定在該集流腔36上的氣體排氣管76。由此，向反應(yīng)室44內(nèi)供給的反應(yīng)氣體通過第一氣體排氣口 62及氣體排氣管76被排出到半導(dǎo)體制造裝置10的外部。這樣，從各第一氣體供給口 60向反應(yīng)室44內(nèi)至少供給含有Si原子的氣體、含有Cl原子的氣體、含有C原子的氣體及還原氣體，使從各第一氣體供給口 60供給的反應(yīng)氣體從側(cè)面方向平行流向?qū)盈B在舟皿30中的各晶片14，然后，反應(yīng)氣體朝向第一氣體排氣口62。由此，能夠使各晶片14的成膜面整體有效且均勻地暴露在反應(yīng)氣體中。這里，優(yōu)選的是，也可以在反應(yīng)室44的內(nèi)部中的加熱體48和各晶片14之間、且在第一氣體供給噴嘴61和第一氣體排氣口 62之間，設(shè)置用于使反應(yīng)氣體的流動方向朝向各晶片14的構(gòu)造物(未圖示)。作為該構(gòu)造物的材料，優(yōu)選地使用隔熱材料或碳石墨等，由此能夠提高耐熱性和抑制微粒發(fā)生。由此，能夠使從各第一氣體供給口 60供給的反應(yīng)氣體在各晶片14的成膜面整體進(jìn)一步散播，并能夠?qū)⒏骶?4有效且均勻地暴露在反應(yīng)氣體中。進(jìn)而，能夠提高成膜在各晶片14上的SiC外延薄膜的膜厚均勻性(成膜精度)。配置在反應(yīng)管42和隔熱材料54之間的第二氣體供給噴嘴65的基端側(cè)貫穿集流腔36并通過焊接等被固定在該集流腔36上。第二氣體供給噴嘴65與第二氣體管線69連接，該第二氣體管線69通過MFC72e及閥74e與第五氣體源70e連接。此外，在第五氣體源70e中作為例如惰性氣體填充有稀有氣體的Ar (氬氣)氣體。由此，防止有助于SiC外延薄膜成長的反應(yīng)氣體進(jìn)入反應(yīng)管42和隔熱材料54之間，能夠抑制不需要的生成物附著在反應(yīng)管42的內(nèi)壁和隔熱材料54的外壁。此外，閥74e及MFC72e還與控制器152的氣體流量控制部78 (參照圖4)電連接。 在反應(yīng)管42和隔熱材料54之間,在與第二氣體供給噴嘴65相對的部位,設(shè)置有第二氣體排氣口 66。第二氣體排氣口 66也與第一氣體排氣口 62同樣地與氣體排氣管76連接。在氣體排氣管76的下游側(cè)，通過作為壓力檢測器的壓力傳感器(未圖示)及作為壓力調(diào)整器的APC(Auto Pressure Controller,自動壓力控制)閥79連接有真空泵等的真空排氣裝置80。在壓力傳感器及APC閥79上電連接有控制器152的壓力控制部98 (參照圖4)。壓力控制部98基于由壓力傳感器檢測的壓力，在規(guī)定的時刻，調(diào)節(jié)(控制)APC閥79的開度。由此，將向反應(yīng)管42和隔熱材料54之間供給的Ar氣體通過第二氣體排氣口 66、氣體排氣管76及APC閥79從真空排氣裝置80向外部以規(guī)定量排氣，由此，處理爐40內(nèi)的壓力被調(diào)整成規(guī)定壓力。這里，由供給Ar氣體(惰性氣體)的第五氣體源70e、閥74e、MFC72e、第二氣體管線69、第二氣體供給噴嘴65及第二氣體供給口 64構(gòu)成第二氣體供給系統(tǒng)。另外，例示了作為惰性氣體供給Ar氣體的情況，但不限于此，也可以供給氦氣(He)氣體、氖氣(Ne)氣體、氪氣(Kr)氣體、氙氣(Xe)氣體等稀有氣體中的至少一種氣體、或者組合上述稀有氣體中的至少一種氣體和Ar氣體而成的氣體?！刺幚頎t的周邊的結(jié)構(gòu)〉如圖3所示，在處理爐40的下方側(cè)，設(shè)置有氣密地封閉該處理爐40的開口部分即爐口 144的密封蓋(爐口蓋體)102。密封蓋102由例如不銹鋼等金屬材料形成為大致圓盤狀。在密封蓋102和處理爐40的頂板126之間，設(shè)置有密封兩者之間的作為密封部件的0型環(huán)(未圖示)，由此，能夠氣密地保持處理爐40內(nèi)。在密封蓋102上設(shè)置有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104的旋轉(zhuǎn)軸106貫穿密封蓋102并與舟皿隔熱部34連結(jié)。而且，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104，由此，經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸106及舟皿隔熱部34使舟皿30在處理爐40內(nèi)旋轉(zhuǎn)，晶片14也隨之旋轉(zhuǎn)。密封蓋102構(gòu)成為通過設(shè)置在處理爐40外側(cè)的升降電機(jī)(升降機(jī)構(gòu))M沿垂直方向(上下方向)被升降，由此，能夠?qū)⒅勖?0相對于處理爐40送入送出?？刂破?52的驅(qū)動控制部108 (參照圖4)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104及升降電機(jī)M電連接。驅(qū)動控制部108以使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104及升降電機(jī)M進(jìn)行規(guī)定動作的方式在規(guī)定的時刻進(jìn)行控制。在處理爐40的下方側(cè)設(shè)置有作為預(yù)備室的加載互鎖室LR，在該加載互鎖室LR的外側(cè)設(shè)置有下基板LP。在下基板LP上固定有能夠自由滑動地支承升降臺114的導(dǎo)向軸116的基端部，還以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式支承與升降臺114螺合的滾珠絲杠118的基端部。另夕卜，在導(dǎo)向軸116的前端部及滾珠絲杠118的前端部安裝有上基板UP。滾珠絲杠118通過搭載在上基板UP上的升降電機(jī)M被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，升降臺114通過滾珠絲杠118的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而升降。在升降臺114上垂下地固定有中空管狀的升降軸124，升降臺114和升降軸124的連結(jié)部分是氣密的。由此，升降軸124與升降臺114 一起升降。升降軸124以規(guī)定間隙穿插在被設(shè)置于加載互鎖室LR的上方側(cè)的頂板126上的貫穿孔126a中。也就是說，升降軸124升降時，該升降軸124不與頂板126接觸。在加載互鎖室LR和升降臺114之間，以覆蓋升降軸124周圍的方式設(shè)置有具有伸縮性的波紋管(中空伸縮體)128，通過該波紋管128氣密地保持加載互鎖室LR。此外，波紋管128具有能夠與升降臺114的升降量對應(yīng)的充分的伸縮量，波紋管128的內(nèi)徑比升降軸124的外徑充分大。由此，波紋管128在伸縮時能夠不與升降軸124接觸地順暢地伸縮。在升降軸124的下方側(cè)水平地固定有升降基板130，在該升降基板130的下方側(cè)，通過0型環(huán)等密封部件(未圖示)氣密地安裝有驅(qū)動部罩132。升降基板130及驅(qū)動部罩132構(gòu)成驅(qū)動部收納箱134，由此，隔離驅(qū)動部收納箱134內(nèi)的環(huán)境氣體和加載互鎖室LR內(nèi)的環(huán)境氣體。在驅(qū)動部收納箱134的內(nèi)部，設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舟皿30的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104的周邊被水冷構(gòu)造的冷卻機(jī)構(gòu)135冷卻。電纜138與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104電連接，該電纜138從升降軸124的上方側(cè)穿過中空部而被導(dǎo)向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104。另外，在冷卻機(jī)構(gòu)135及密封蓋102上分別形成有冷卻水流路140，在這些冷卻水流路140上分別連接有冷卻水配管142。各冷卻水配管142從升降軸124的上方側(cè)穿過中空部而被導(dǎo)向各冷卻水流路140。通過控制器152的驅(qū)動控制部108使升降電機(jī)M旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，由此，滾珠絲杠118旋轉(zhuǎn)，由此，升降臺114及升降軸124升降，進(jìn)而驅(qū)動部收納箱134升降。而且，通過使驅(qū)動部收納箱134上升，氣密地設(shè)置在升降基板130上的密封蓋102封閉處理爐40的開口部即爐口 144，由此，成為能夠熱處理晶片14的狀態(tài)。另外，通過使驅(qū)動部收納箱134下降，舟皿30與密封蓋102 —起下降，成為能夠?qū)⒕?4向處理爐40的外部送出的狀態(tài)。如圖4所示，對成膜SiC外延薄膜的半導(dǎo)體制造裝置10進(jìn)行控制的控制器152具有溫度控制部52、氣體流量控制部78、壓力控制部98及驅(qū)動控制部108。這些溫度控制部52、氣體流量控制部78、壓力控制部98及驅(qū)動控制部108構(gòu)成操作部及輸入輸出部，并與控制半導(dǎo)體制造裝置10整體的主控制部150電連接。<晶片的層疊構(gòu)造〉如圖5所示，舟皿30具有形成為圓盤狀的上板30a、形成為圓環(huán)狀的下板30b、設(shè)置在上板30a和下板30b之間且以水平狀態(tài)支承兩者的作為支柱的第一舟皿柱31a、第二舟皿柱31b及第三舟皿柱31c。上板30a、下板30b及各舟皿柱31a 31c都由SiC等的耐熱材料形成，它們相互嵌入或通過螺紋夾等的連接機(jī)構(gòu)組裝成一體。各舟皿柱31a 31c都形成為相同形狀，在組裝有舟皿30的狀態(tài)下，在各舟皿柱31a 31c相對的一側(cè)，設(shè)置有由切口形成的多個支架保持部HS。各支架保持部HS以能夠取出的方式保持著搭載晶片14的晶片支架100 (參照圖6)的外周側(cè)，沿各舟皿柱31a 31c的長度方向以規(guī)定間隔設(shè)置例如30層。也就是說，舟皿30通過各晶片支架100以水平、狀態(tài)且相互中心對齊的狀態(tài)沿縱向?qū)盈B地保持30枚晶片14。第一舟皿柱31a及第二舟皿柱31b沿上板30a及下板30b的周向以90度間隔配置。另外，第二舟皿柱31b及第三舟皿柱31c沿上板30a及下板30b的周向以180度間隔配置。也就是說，第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b的間隔比第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c的間隔窄。此外，第一舟皿柱31a及第三舟皿柱31c與第一舟皿柱31a及第二舟皿柱31b的關(guān)系同樣地，沿上板30a及下板30b的周向以90度間隔配置。各舟皿柱31a 31c的間隔中的最寬地開口的開口部分，即，第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c之間的開口部分成為用于對保持有晶片14的晶片支架100進(jìn)行移載的開口部(送入送出部)。搭載晶片14的晶片支架100如圖6 圖8所示地形成為圓盤狀，該晶片支架100
具有圓環(huán)狀的支架底座110和圓盤狀的支架罩120。這里，支架底座110及支架罩120都分別由SiC等的耐熱材料形成。此外，支架底座110構(gòu)成本發(fā)明的晶片支架，支架罩120構(gòu)成本發(fā)明的蓋部件。這樣，通過采用由支架罩120覆蓋晶片14的上表面14b的結(jié)構(gòu)，能夠保護(hù)晶片14不受從晶片14的上方側(cè)落下的微粒(細(xì)塵)影響。構(gòu)成晶片支架100的支架底座110的外徑尺寸設(shè)定成比晶片14的外形尺寸大的外徑尺寸。在支架底座110的中央部分設(shè)置有沿軸向貫穿支架底座110的貫穿孔110a，在該貫穿孔IlOa的內(nèi)周緣形成有環(huán)狀階梯部111。該環(huán)狀階梯部111保持晶片14。這樣，通過將晶片14保持在支架底座110的環(huán)狀階梯部111上，能夠?qū)⒕?4精度良好地定位(搭載)于支架底座110的中央部分，而且如圖6所示，能夠使各舟皿柱31a 31c和晶片14保持距離。另外，通過將晶片14保持在環(huán)狀階梯部111上，能夠使成為晶片14的成膜面的下表面14a暴露在反應(yīng)室44內(nèi)的環(huán)境氣體中。支架底座110具有主體部112和薄壁部113，薄壁部113與支架底座110的其他部分即主體部112相比壁厚薄地形成。這些主體部112及薄壁部113分別沿支架底座110的徑向相對配置。在將晶片支架100移載到舟皿30中的狀態(tài)下，在主體部112的與各舟皿柱31a 31c對應(yīng)的部分，分別設(shè)置有沿主體部112的厚度方向即晶片支架100的軸向貫穿的第一連通孔112a、第二連通孔112b、第三連通孔112c。各連通孔112a 112c都形成為相同形狀，并形成為沿支架底座110周向的長孔形狀。各連通孔112a 112c的沿支架底座110周向的長度尺寸設(shè)定得比各舟皿柱31a 31c的寬度尺寸大，另一方面，各連通孔112a 112c的沿支架底座110徑向的長度尺寸(寬度尺寸)設(shè)定成至少能夠確保支架底座110的最低限度的強(qiáng)度的大尺寸。也就是說，主體部112的沿徑向與各舟皿柱31a 31c對應(yīng)的部分的寬度尺寸設(shè)定成至少能夠確保支架底座110的最低限度的強(qiáng)度的小尺寸(寬度窄)。在沿主體部112周向的第一連通孔112a (第一舟皿柱31a)和第二連通孔112b (第二舟皿柱31b)之間、以及第一連通孔112a (第一舟皿柱31a)和第三連通孔112c (第三舟皿柱31c)之間，形成有使主體部112的沿徑向的寬度尺寸縮小的一對切缺部112d。各切缺部112d分別形成為相同形狀。各切缺部112d的沿主體部112周向的長度尺寸設(shè)定成其兩端側(cè)延伸到面對各連通孔112a 112c的位置的長度尺寸。這里，各連通孔112a 112c及各切缺部112d都是考慮到各舟皿柱31a 31c對反應(yīng)氣體的消耗而設(shè)置的，關(guān)于它們的功能后述。薄壁部113被配置在第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c之間，通過例如切削(切削加工)形成與支架底座110中的與晶片14的下表面14a側(cè)相反的上表面14b側(cè)對應(yīng)的一側(cè)。薄壁部113不像主體部112那樣具有連通孔或切缺部。另外，薄壁部113的厚度尺寸設(shè)定成主體部112的厚度尺寸的大致一半的厚度尺寸。在本實施方式中，將例如主體部112的厚度尺寸設(shè)定成4mm，將薄壁部113的厚度尺寸設(shè)定成2mm。此外，晶片14的厚度尺寸設(shè)定成例如1mm。這里，通過設(shè)置薄壁部113，由此通過夾著支架底座110中心的主體部112側(cè)和薄壁部113側(cè)良好地保持該支架底座110的重量平衡。也就是說，通過設(shè)置在主體部112上的各連通孔112a 112c及各切缺部112d，能夠?qū)?yīng)主體部112的輕量化，將其相反側(cè)形成薄壁部113來使兩者重量大致相同。由此，能夠防止搭載有晶片14的晶片支架100在輸送過程中傾斜或在舟皿30上晃動。
支架罩120具有大直徑主體部121和小直徑嵌合部122，小直徑嵌合部122嵌入地安裝在支架底座110的環(huán)狀階梯部111中。由此，能夠抑制支架罩120相對于支架底座110的松動。在小直徑嵌合部122和環(huán)狀階梯部111之間夾著晶片14，小直徑嵌合部122與晶片14的成膜面即下表面14a的相反側(cè)的上表面(非成膜面)14b接觸。這樣，支架罩120構(gòu)成為與上表面14b接觸，由此，反應(yīng)氣體(成膜氣體)不進(jìn)入上表面14b，而不在上表面14b成膜。圖8是省略了晶片支架100的支架罩120并從上方觀察的圖，并在晶片14上劃剖面線。通過舟皿30伴隨旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104(參照圖2、3)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，搭載有晶片14的晶片支架100在反應(yīng)室44內(nèi)沿虛線箭頭R方向旋轉(zhuǎn)。在圖8中，為說明形成晶片支架100的支架底座110對反應(yīng)氣體的消耗，示出了從晶片支架100的徑向外側(cè)延伸到該晶片支架100的中心0的第一假想長方形VR1、第二假想長方形VR2及第三假想長方形VR3(圖中雙點(diǎn)劃線)。這里，各假想長方形VRl VR3的沿寬度方向的寬度尺寸是各舟皿柱31a 31c的寬度尺寸(直徑尺寸)。第一假想長方形VRl被設(shè)置在與第一舟皿柱31a對應(yīng)的部分上，該第一假想長方形VRl的部分中的晶片支架100 (支架底座110)的表面積被設(shè)定成共計SI (圖中網(wǎng)格部分)。該支架底座110 (主體部112)中的表面積SI與第一連通孔112a的大小相關(guān)，被設(shè)定成小的值。這里，在圖8中，僅在與第一舟皿柱31a對應(yīng)的部分示出了第一假想長方形VRlJM也能夠在與第二舟皿柱31b及第三舟皿柱31c對應(yīng)的部分示出與第一假想長方形VRl相同的假想長方形。也就是說，關(guān)于與第二舟皿柱31b及第三舟皿柱31c對應(yīng)的部分的假想長方形(未圖示)中的支架底座110的表面積，與上述同樣地設(shè)定成共計SI。第二假想長方形VR2被設(shè)置在以晶片支架100的中心0為中心使第一假想長方形VRl向圖中左側(cè)傾斜45度的位置即旋轉(zhuǎn)到第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b之間的中間位置。第二假想長方形VR2的部分中的支架底座110的表面積設(shè)定成比第一假想長方形VRl的部分的表面積SI大的表面積S2(圖中網(wǎng)格部分)，也就是說第一假想長方形VRl的部分的表面積S I比第二假想長方形VR2的部分的表面積S2小(SI < S2)。在第二假想長方形VR2的部分中的主體部112上設(shè)置有切缺部112d，但由于與第一假想長方形VRl的部分對應(yīng)地設(shè)置的第一連通孔112a的沿晶片支架100徑向的寬度尺寸比該切缺部112d的沿晶片支架100徑向的寬度尺寸大，所以成為表面積S2>表面積SI。
這里，在圖8中，僅在第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b之間示出了第二假想長方形VR2，但在第一舟皿柱31a和第三舟皿柱31c之間也能夠示出與第二假想長方形VR2相同的假想長方形。也就是說，在第一舟皿柱31a和第三舟皿柱31c之間的中間位置的假想長方形(未圖示)中，其支架底座110的表面積也與上述同樣地設(shè)定成S2。
第三假想長方形VR3被設(shè)置在以晶片支架100的中心0為中心使第一假想長方形VRl向圖中左右側(cè)的某一方傾斜180度的位置即旋轉(zhuǎn)到第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c之間處于夾著中心0的第一舟皿柱31a的相反側(cè)的薄壁部113的中間位置。第三假想長方形VR3的部分中的支架底座110的表面積設(shè)定成比第二假想長方形VR2的部分的表面積S2大的表面積S3 (圖中網(wǎng)格部分)，即，第二假想長方形VR2的部分的表面積S2比第三假想長方形VR3的部分的表面積S3小設(shè)有切缺部112d的部分的量(S2 < S3)。這樣，使與各舟皿柱31a 31c對應(yīng)的部分的支架底座110的表面積為SI、使第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b之間及第一舟皿柱31a和第三舟皿柱31c之間的支架底座110的表面積為S2、使第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c之間的支架底座110的表面積為S3，它們的大小關(guān)系為SI < S2 < S3。由此，如圖中箭頭所示，從第一氣體供給噴嘴61的各第一氣體供給口 60供給的反應(yīng)氣體在與各舟皿柱31a 31c對應(yīng)的部分被各舟皿柱31a 31c及表面積SI的部分(消耗位置A)消耗。另外，在第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b之間及第一舟皿柱31a和第三舟皿柱31c之間，反應(yīng)氣體被表面積S2的部分(消耗位置B)消耗。而且，在第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c之間，反應(yīng)氣體被表面積S3的部分(消耗位置C)消耗。這里，各消耗位置A C中的反應(yīng)氣體的消耗量在任意部分都平衡成為大致相同的消耗量。例如，在消耗位置C，支架底座110的表面積S3的部分的消耗量為20%，在消耗位置A，各舟皿柱31a 31c的消耗量為18%，支架底座110的表面積S I的部分的消耗量為2%。在消耗位置B，與消耗位置C相比，消耗量接近各舟皿柱31a 31c，由此，各舟皿柱31a 31c的消耗(消耗量5% )產(chǎn)生影響。由此，在消耗位置B，設(shè)置切缺部112d來對反應(yīng)氣體的消耗量進(jìn)行微調(diào)(調(diào)整其成為消耗量15% )。這樣，在各消耗位置A C，平衡反應(yīng)氣體的消耗量，也就是說，在各消耗位置A C的所有部分，如上述例示的那樣，能夠使到達(dá)晶片14的反應(yīng)氣體的消耗量為大致20%，進(jìn)而，能夠使到達(dá)晶片14的反應(yīng)氣體的濃度大致均勻。即，本實施方式中的各連通孔112a 112c的大小和切缺部112d的大小也可以考慮上述的反應(yīng)氣體的消耗量來設(shè)定。<SiC外延薄膜的成膜方法 > 以下，使用上述的半導(dǎo)體制造裝置10，作為半導(dǎo)體器件的制造工序的一個工序，參照圖14對在由SiC等構(gòu)成的晶片14等的襯底上例如成膜SiC外延薄膜的襯底的制造方法(處理方法)進(jìn)行說明。圖14是本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的例示性的流程圖。此外，以下的說明中的構(gòu)成半導(dǎo)體制造裝置10的各部分的動作被控制器152控制。如圖I所示，首先，將收納有多枚晶片14(晶片支架100)的晶片盒16設(shè)定在晶片盒臺18上。然后，晶片盒輸送裝直20工作，將晶片盒16從晶片盒臺18向晶片盒收納架22輸送并貯存。然后，通過晶片盒輸送裝置20，將貯存在晶片盒收納架22上的晶片盒16向晶片盒開啟器24輸送并設(shè)置，再通過該晶片盒開啟器24打開晶片盒16的蓋16a，并通過襯底片數(shù)檢測器26檢測收納在晶片盒16中的晶片14的片數(shù)。
然后，通過襯底移載機(jī)28的動作，從處于晶片盒開啟器24的位置的晶片盒16將搭載有晶片14的晶片支架100取出，并向舟皿30移載。將多片晶片14層疊在舟皿30上后，通過由升降電機(jī)M的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動而使升降臺114及升降軸124進(jìn)行升降的動作，將保持有各晶片14的舟皿30送入反應(yīng)室44內(nèi)，也就是說進(jìn)行舟皿載入。舟皿30完全被送入反應(yīng)室44內(nèi)時，密封蓋102成為密封反應(yīng)室44的狀態(tài)，由此，保持反應(yīng)室44的氣密。到此為止的一系列的工序，即，將多個層疊在舟皿30中的各晶片14送入反應(yīng)管42內(nèi)直到被密封蓋102封閉的工序(舟皿載入工序，S100)構(gòu)成襯底輸送工序。將舟皿30送入反應(yīng)室44之后，以反應(yīng)室44的內(nèi)部壓力成為規(guī)定的壓力(真空度)的方式驅(qū)動真空排氣裝置80，反應(yīng)室44被真空排氣(抽真空)。此時，反應(yīng)室44的內(nèi)部壓力通過壓力傳感器測定，基于被測定的壓力，與第一氣體排氣口 62及第二氣體排氣口66連通的APC閥79被反饋控制。
另外，為使晶片14的溫度及反應(yīng)室44的內(nèi)部溫度成為規(guī)定的溫度，感應(yīng)線圈50被通電，由此，加熱體48被加熱。此時，為使反應(yīng)室44的內(nèi)部溫度成為規(guī)定的溫度分布(例如均勻溫度分布)，基于溫度傳感器所檢測的溫度信息，對向感應(yīng)線圈50通電的情況進(jìn)行反饋控制。接著，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)104旋轉(zhuǎn)驅(qū)動舟皿30，由此，各晶片14也在反應(yīng)室44的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)(參照圖8的虛線箭頭R)。然后，控制MFC72a 72d及閥74a 74d，由此，從各氣體源70a 70d供給有助于SiC外延薄膜的成膜的含有Si原子的氣體(成膜氣體)、含有Cl原子的氣體(蝕刻氣體)、含有C原子的氣體(成膜氣體)及H2氣體(還原氣體)。然后，這些氣體在第一氣體管線68內(nèi)混合，然后，作為反應(yīng)氣體通過第一氣體管線68從第一氣體供給噴嘴61的各第一氣體供給口 60向反應(yīng)室44內(nèi)的各晶片14及各晶片支架100噴射反應(yīng)氣體。從各第一氣體供給口 60噴射的反應(yīng)氣體橫切反應(yīng)室44內(nèi)時,與各舟皿柱31a 31c、各晶片14及各晶片支架100接觸。由此，在各晶片14中的下表面14a(參照圖6)的表面上等，開始成膜SiC外延薄膜。然后，在反應(yīng)室44內(nèi)的加熱體48的內(nèi)周側(cè)等流動并從第一氣體排氣口 62通過氣體排氣管76向外部排氣。另外，控制MFC72e及閥74e，以使來自第五氣體源70e的作為惰性氣體的Ar氣體(稀有氣體)成為規(guī)定的流量的方式進(jìn)行調(diào)整。而且，Ar氣體通過第二氣體管線69、第二氣體供給噴嘴65及第二氣體供給口 64供給到反應(yīng)管42和隔熱材料54之間。從第二氣體供給口 64供給的Ar氣體在反應(yīng)管42和隔熱材料54之間流動并從第二氣體排氣口 66向外部排氣。然后，如上所述地使各晶片14等暴露在反應(yīng)氣體中，經(jīng)過預(yù)先設(shè)定的時間后，停止各反應(yīng)氣體的供給控制。到此為止的一系列的工序，即，通過反應(yīng)氣體的供給而在各晶片14中的下表面14a的表面上等成膜SiC外延薄膜的工序構(gòu)成襯底處理工序(S200)。然后，從未圖示的惰性氣體供給源供給惰性氣體，反應(yīng)室44內(nèi)的加熱體48的內(nèi)側(cè)的空間被惰性氣體置換，然后，反應(yīng)室44的內(nèi)部壓力恢復(fù)到常壓。反應(yīng)室44內(nèi)恢復(fù)到常壓之后，通過升降電機(jī)M的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動使密封蓋102下降，處理爐40的爐口 144被打開。隨之，已經(jīng)完成熱處理(完成成膜處理)的各晶片14以被保持在舟皿30中的狀態(tài)從集流腔36的下方側(cè)向反應(yīng)管42的外部送出，即，進(jìn)行舟皿卸載(S300)。被保持在舟皿30中的各晶片14在加載互鎖室LR的內(nèi)部處于待機(jī)狀態(tài)直到冷卻。
然后，各晶片14冷卻到規(guī)定的溫度后，通過襯底移載機(jī)28的動作，將搭載有各晶片14的各晶片支架100從舟皿30取出，并向被設(shè)置在晶片盒開啟器24上的空的晶片盒16輸送并收納。然后，通過晶片盒輸送 裝置20的動作，將收納有各晶片14的晶片盒16向晶片盒收納架22或晶片盒臺18輸送。這樣，半導(dǎo)體制造裝置10的一系列的動作完成?！闯赡顟B(tài)的比較〉以下，關(guān)于使用晶片支架100時的SiC外延薄膜的成膜狀態(tài)(本發(fā)明)、和使用圖9所示的簡單的圓環(huán)形狀的晶片支架WH時的SiC外延薄膜的成膜狀態(tài)(比較例)的比較結(jié)果，利用附圖詳細(xì)說明。圖9是表示簡單的圓環(huán)形狀的晶片支架(比較例)的與圖7對應(yīng)的立體圖，圖10是表示使用圖9的比較例的晶片支架的晶片的成膜狀態(tài)的解析圖，圖11是表示使用本發(fā)明的晶片支架的晶片的成膜狀態(tài)的解析圖。如圖9所示，比較例的晶片支架WH與上述的第一實施方式相比僅支架底座HB的形狀不同。支架底座HB形成為其壁厚在全周范圍內(nèi)均等且沒有凹凸的簡單的圓環(huán)形狀，不具有與各舟皿柱31a 31c對應(yīng)的連通孔和與各舟皿柱31a 31c間對應(yīng)的切缺部。也就是說，比較例的晶片支架WH僅使晶片14從各舟皿柱31a 31c遠(yuǎn)離，來確保某程度的成膜精度。此外，在圖9中，除了支架底座HB的形狀以外，都是與上述的第一實施方式相同的結(jié)構(gòu)，所以標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。如圖10所示，通過采用支架底座HB，在晶片14中的第二舟皿柱31b和第三舟皿柱31c之間、即難以受到各舟皿柱31b、31c的不良影響的部分上，指定膜厚的SiC外延薄膜局部地成膜(圖中濃色部分)。然而，關(guān)于晶片14的除此以外的部分，由于各舟皿柱31a 31c和支架底座HB消耗反應(yīng)氣體，所以SiC外延薄膜變薄(圖中淡色部分)。而且，圖中濃色部分和圖中淡色部分的邊界線的間隔堵塞，傾斜度變陡。這說明晶片14中的成膜面的凹凸差大，成為導(dǎo)致后面的半導(dǎo)體器件等的產(chǎn)品誤差的原因。相對于此,米用第一實施方式的支架底座110,由于對難以受到各舟皿柱31b、31c的不良影響的部分以外的部分中的反應(yīng)氣體的消耗量進(jìn)行調(diào)整(控制)，所以如圖11所示，能夠使晶片14中的成膜面的大部分成為指定膜厚(增大圖中濃色部分)。另外，與比較例不同，圖中濃色部分和圖中淡色部分的邊界線的間隔擴(kuò)大，成為緩坡。這說明晶片14中的成膜面的凹凸差小，能夠減小后面的半導(dǎo)體器件等的產(chǎn)品誤差。<第一實施方式的代表性效果 > 以上，根據(jù)第一實施方式所說明的技術(shù)思想，至少發(fā)揮以下記載的多個效果中的一個以上的效果。(I)根據(jù)第一實施方式，具有將晶片14保持在內(nèi)周側(cè)的晶片支架100(支架底座110)、和具有保持支架底座110的外周側(cè)的支架保持部HS的各舟皿柱31a 31c，支架底座110的外徑尺寸比晶片14的外徑尺寸大，并且從支架保持部HS取下支架底座110，所以，不需要通過焊接等固定支架底座110和各舟皿柱31a 31c。因此，能夠由SiC等形成支架底座110及各舟皿柱31a 31c,并實現(xiàn)容易地獲得耐聞溫效果的晶片的層置構(gòu)造。另外，由于能夠通過支架底座110使晶片14從各舟皿柱31a 31c遠(yuǎn)離，所以能夠抑制對成膜精度帶來不良影響。(2)根據(jù)第一實施方式，使以第一舟皿柱31a的寬度尺寸延伸到支架底座110的中心0的第一假想長方形VRl中的支架底座110的表面積SI比使第一假想長方形VRl以支架底座110的中心0為中心旋轉(zhuǎn)到各舟皿柱31a 31c中的第一、第二舟皿柱31a、31b的中間位置的第二假想長方形VR2中的支架底座110的表面積S2小。由此，能夠使支架底座110成為考慮了第一舟皿柱31a對反應(yīng)氣體的消耗的形狀，能夠在其全周范圍內(nèi)使到達(dá)晶片14的反應(yīng)氣體的濃度大致均勻。因此，能夠進(jìn)一步提高成膜精度。(3)根據(jù)第一實施方式，使第一、第二舟皿柱31a、31b的間隔比第二、第三舟皿柱3Ib、31c的間隔窄，第二假想長方形VR2位于第一、第二舟皿柱3la、3Ib的中間位置，使第二假想長方形VR2中的支架底座110的表面積S2比使第一假想長方形VRl以支架底座110的中心0為中心旋轉(zhuǎn)到第二、第三舟皿柱31b、3 1c的中間位置后的第三假想長方形VR3中的支架底座110的表面積S3小。由此，能夠考慮間隔窄的一側(cè)的第一、第二舟皿柱31a、31b對反應(yīng)氣體的消耗。因此，能夠在其全周范圍內(nèi)使到達(dá)晶片14的反應(yīng)氣體的濃度均勻，并能夠進(jìn)一步提高成膜精度。(4)通過在半導(dǎo)體裝置的制造方法中的襯底的處理工序中使用第一實施方式所說明的半導(dǎo)體制造裝置10，由此，在半導(dǎo)體裝置的制造方法中，能夠發(fā)揮上述多個效果中的一個以上的效果。(5)通過在形成SiC外延薄膜的襯底的制造方法中的襯底的處理工序中使用第一實施方式所說明的半導(dǎo)體制造裝置10，由此，在形成SiC外延薄膜的襯底的制造方法中，能夠發(fā)揮上述多個效果中的一個以上的效果。[第二實施方式]以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的第二實施方式。此外，關(guān)于與上述第一實施方式相同的部分，標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，并省略其詳細(xì)說明。圖12是表示第二實施方式的晶片支架的與圖7對應(yīng)的立體圖，圖13是用于說明圖12的晶片支架中的反應(yīng)氣體消耗的部分的說明圖。在第二實施方式中，與上述第一實施方式相比，僅形成晶片支架200的支架底座210的形狀不同。也就是說，在第一實施方式中，在支架底座110上設(shè)置一對切缺部112d (參照圖7)，其外周側(cè)為非圓形，而在第二實施方式中，在支架底座210上不設(shè)置各切缺部112d，而其外周側(cè)為圓形。支架底座210替換各切缺部112d而具有一對沖孔211，各沖孔211具有與各切缺部112d相同的功能。各沖孔211分別被設(shè)置在第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b之間、以及第一舟皿柱31a和第三舟皿柱31c之間，并沿晶片支架200的軸向貫穿支架底座210的主體部212地設(shè)置。各沖孔211 (第二實施方式)配置在與各切缺部112d(第一實施方式)相比更靠徑向內(nèi)側(cè)，所以，為使支架底座210的第二假想長方形VR2的部分的表面積S20 (參照圖13)和圖8所示的表面積S2大致相同，使各沖孔211的沿徑向的寬度尺寸比各切缺部112d的沿徑向的寬度尺寸大。由此，支架底座210的靠主體部212側(cè)的重量比圖8所示的支架底座110的靠主體部112側(cè)的重量輕。因此，為使夾著支架底座210的中心0的靠主體部212側(cè)的重量和靠薄壁部213側(cè)的重量平衡，而在薄壁部213上設(shè)置圓弧孔213a。圓弧孔213a沿晶片支架200的軸向貫穿支架底座210的薄壁部213地設(shè)置。這里，由于支架底座210的第三假想長方形VR3這部分的表面積S30比圖8所示的表面積S3稍小，所以與之相匹配地，第一、第二假想長方形VR1、VR2這部分的表面積S10、S20也設(shè)定得比圖8所示的表面積S1、S2稍小。由此，與第一實施方式同樣地，能夠使到達(dá)各晶片14的反應(yīng)氣體的濃度在其全周范圍內(nèi)大致均勻。此外，通過第二實施方式的晶片支架200，晶片14的膜厚狀態(tài)如圖11所示地具有與第一實施方式大致相同的結(jié)果。
<第二實施方式的代表性的效果 > 以上，在第二實施方式所說明的技術(shù)思想內(nèi)，也能夠發(fā)揮與上述第一實施方式相同的作用效果。而且，在第二實施方式中，在第一舟皿柱31a和第二舟皿柱31b之間及在第一舟皿柱31a和第三舟皿柱31c之間，沿晶片支架200 (支架底座210)的軸向設(shè)置各沖孔211，從而能夠使支架底座210的外周側(cè)為圓形。因此，能夠抑制從第一氣體供給噴嘴61的第一氣體供給口 60供給的反應(yīng)氣體的流動方向發(fā)生紊亂，并能夠使反應(yīng)氣體向各晶片14的供給更穩(wěn)定。以上，基于實施方式具體地說明了本發(fā)明人研發(fā)的發(fā)明，但本發(fā)明不限于上述各實施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。例如，在上述各實施方式中，例示地說明了成膜SiC外延薄膜的成膜裝置(襯底處理裝置)，但本發(fā)明不限于此，其他形式的襯底處理裝置也能夠適用本發(fā)明的技術(shù)思想。本發(fā)明至少包括以下的實施方式?！哺接汭〕一種襯底處理裝置，其特征在于，包括反應(yīng)容器；氣體噴嘴，被設(shè)置在所述反應(yīng)容器內(nèi)，并向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體；舟皿，被向所述反應(yīng)容器送入及被從所述反應(yīng)容器送出，并包含具有支架保持部的多個舟皿柱；晶片支架，被所述支架保持部保持，并在其內(nèi)周側(cè)保持襯底，所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，并且所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。〔附記2〕如附記I所述的襯底處理裝置，其特征在于，具有實質(zhì)上與所述多個舟皿柱的各自的寬度相同的寬度的、所述晶片支架的與從所述晶片支架的徑向的外側(cè)延伸到所述晶片支架的中心的第一假想長方形對應(yīng)的部分的表面積，比所述晶片支架的與以所述晶片支架的中心為中心使所述第一假想長方形旋轉(zhuǎn)到所述多個舟皿柱中的兩個所述舟皿柱的中間位置的第二假想長方形對應(yīng)的部分的表面積小?！哺接?〕如附記2所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述多個舟皿柱包括第一、第二、第三舟皿柱，所述第一、第二舟皿柱的間隔比所述第二、第三舟皿柱的間隔窄，所述第二假想長方形位于所述第一、第二舟皿柱的中間位置，所述晶片支架與所述第二假想長方形對應(yīng)的部分的表面積比與以所述晶片支架的中心為中心使所述第一假想長方形旋轉(zhuǎn)到所述第二、第三舟皿柱的中間位置的第三假想長方形對應(yīng)的部分的所述晶片支架的表面積小?！哺接?〕如附記3所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含切缺部，所述切缺部在所述晶片支架的外周側(cè)且在所述第一舟皿柱和所述第二舟皿柱之間沿所述晶片支架的徑向設(shè)置?！哺接?〕如附記3所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架的外周側(cè)為圓形，所述晶片支架包含沖孔，所述沖孔在所述第一舟皿柱和所述第二舟皿柱之間沿所述晶片支架的軸向設(shè)置的?！哺接?〕如附記2所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架的所述第二、第三舟皿柱之間的部分的厚度比所述晶片支架的所述第二、第三舟皿柱之間以外的部分的
厚度薄。
〔附記7〕如附記6所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含通過切削所述晶片支架的與所述襯底的成膜面?zhèn)鹊南喾磦?cè)而形成的、使所述晶片支架的厚度變薄的
薄壁部。
〔附記8〕如附記I 7中任一項所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含貫穿孔，被設(shè)置在所述晶片支架的內(nèi)周側(cè)，并沿所述晶片支架的軸向貫穿；蓋部件，被安裝在所述晶片支架上，并覆蓋所述襯底的成膜面?zhèn)鹊南喾磦?cè)?！哺接?〕如附記I 7中任一項所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含連通孔，其具有實質(zhì)上與所述多個舟皿柱的各寬度相同的寬度，并被設(shè)置在與從所述晶片支架的徑向的外側(cè)延伸到所述晶片支架的中心的第一假想長方形對應(yīng)的部分上，并沿著所述晶片支架的軸向。工業(yè)實用性 本發(fā)明能夠廣泛用于制造半導(dǎo)體裝置(半導(dǎo)體器件)和形成SiC外延薄膜的襯底等的制造業(yè)等。
權(quán)利要求
1.一種襯底處理裝置，其特征在于，包括 反應(yīng)容器； 氣體噴嘴，被設(shè)置在所述反應(yīng)容器內(nèi)，并向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體； 舟皿，向所述反應(yīng)容器送入及從所述反應(yīng)容器送出，并包含具有支架保持部的多個舟皿柱； 晶片支架，被所述支架保持部保持，并在其內(nèi)周側(cè)保持襯底， 所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，并且所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。
2.如權(quán)利要求I所述的襯底處理裝置，其特征在于，具有實質(zhì)上與所述多個舟皿柱的各自的寬度相同的寬度的、所述晶片支架的與從所述晶片支架的徑向的外側(cè)延伸到所述晶片支架的中心的第一假想長方形對應(yīng)的部分的表面積，比所述晶片支架的與以所述晶片支架的中心為中心使所述第一假想長方形旋轉(zhuǎn)到所述多個舟皿柱中的兩個所述舟皿柱的中間位置的第二假想長方形對應(yīng)的部分的表面積小。
3.如權(quán)利要求2所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述多個舟皿柱包括第一、第二、第二舟皿柱， 所述第一、第二舟皿柱的間隔比所述第二、第三舟皿柱的間隔窄， 所述第二假想長方形位于所述第一、第二舟皿柱的中間位置， 所述晶片支架與所述第二假想長方形對應(yīng)的部分的表面積比與以所述晶片支架的中心為中心使所述第一假想長方形旋轉(zhuǎn)到所述第二、第三舟皿柱的中間位置的第三假想長方形對應(yīng)的部分的所述晶片支架的表面積小。
4.如權(quán)利要求3所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含切缺部，所述切缺部在所述晶片支架的外周側(cè)且在所述第一舟皿柱和所述第二舟皿柱之間沿所述晶片支架的徑向設(shè)置。
5.如權(quán)利要求3所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架的外周側(cè)為圓形， 所述晶片支架包含沖孔，所述沖孔在所述第一舟皿柱和所述第二舟皿柱之間沿所述晶片支架的軸向設(shè)置的。
6.如權(quán)利要求2所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架的所述第二、第三舟皿柱之間的部分的厚度比所述晶片支架的所述第二、第三舟皿柱之間以外的部分的厚度薄。
7.如權(quán)利要求I所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含 貫穿孔，被設(shè)置在所述晶片支架的內(nèi)周側(cè)，并沿所述晶片支架的軸向貫穿； 蓋部件，被安裝在所述晶片支架上，并覆蓋所述襯底的成膜面?zhèn)鹊南喾磦?cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的襯底處理裝置，其特征在于，所述晶片支架包含連通孔，其具有實質(zhì)上與所述多個舟皿柱的各自的寬度相同的寬度，并被設(shè)置在與從所述晶片支架的徑向的外側(cè)延伸到所述晶片支架的中心的第一假想長方形對應(yīng)的部分上，并沿著所述晶片支架的軸向。
9.一種晶片支架，以通過支架保持部被保持在舟皿上的方式進(jìn)行移載，并將襯底保持在其內(nèi)周側(cè)，所述舟皿包含具有所述支架保持部的多個舟皿柱，所述晶片支架的特征在于， 所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。
10. 一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，是使用如下襯底處理裝置的半導(dǎo)體裝置的制造方法，所述襯底處理裝置包括反應(yīng)容器；氣體噴嘴，被設(shè)置在所述反應(yīng)容器內(nèi)，并向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給反應(yīng)氣體；舟皿，向所述反應(yīng)容器送入及從所述反應(yīng)容器送出，并包含具有支架保持部的多個舟皿柱；晶片支架，被所述支架保持部保持，并在其內(nèi)周側(cè)保持襯底， 所述半導(dǎo)體裝置的制造方法的特征在于，包括如下工序 將舟皿裝載到所述反應(yīng)容器內(nèi)的工序，所述舟皿通過所述支架保持部對保持著所述襯底的所述晶片支架進(jìn)行保持； 通過所述氣體噴嘴將所述反應(yīng)氣體向所述反應(yīng)容器內(nèi)供給從而在所述襯底的表面形成膜的工序； 將所述舟皿從所述反應(yīng)容器送出的工序， 所述晶片支架的外徑尺寸比所述襯底的外徑尺寸大，并且所述晶片支架能從所述支架保持部拆下。
全文摘要
本發(fā)明提供具有不對成膜精度帶來不良影響且獲得耐高溫效果的晶片的層疊構(gòu)造的襯底處理裝置。具有將晶片(14)保持在內(nèi)周側(cè)的支架底座(110)、和具有保持支架底座(110)的外周側(cè)的支架保持部(HS)的各舟皿柱(31a～31c)，支架底座(110)的外徑尺寸比晶片(14)的外徑尺寸大，并且支架底座(110)能夠從支架保持部(HS)拆下。無需通過焊接等固定支架底座(110)和各舟皿柱(31a～31c)，能夠由SiC等形成支架底座(110)及各舟皿柱(31a～31c)，能夠容易地實現(xiàn)獲得耐高溫效果的晶片的層疊構(gòu)造。另外，由于能夠通過支架底座(110)使晶片(14)從各舟皿柱(31a～31c)遠(yuǎn)離，所以能夠抑制對成膜精度帶來不良影響。
文檔編號H01L21/673GK102655107SQ20121005569
公開日2012年9月5日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者佐佐木隆史, 原大介, 山口天和, 福田正直 申請人:株式會社日立國際電氣