晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在晶片等的基板上使外延膜生长的晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置。
【背景技术】
[0002]在半导体产业中，作为得到品质优良的单晶晶片的方法，已知有外延生长法。半导体产业中所使用的气相外延生长是指，在CVD装置内的晶片载体上载置单晶晶片并供给原料气体，在单晶晶片的表面上堆积气相中的成分。
[0003]在专利文献1中记载了能够实现反应器循环(reactor cycle)的降低、构成部件的低成本和长寿命、高精度的温度控制的在晶片上蒸镀外延层的外延生长装置(反应器)。在专利文献1的外延生长装置中，晶片载体在安装位置L与蒸镀位置D之间移动。在蒸镀位置处，晶片载体能够在不需要中间基座的情况下以能够取下的方式安装于旋转式主轴的上端。专利文献1的反应器能够处理单一晶片或同时处理多个晶片。
[0004]具体而言，记载了以下内容。
[0005]通过将主轴的上端插入晶片载体的凹部，能够在主轴壁与凹部壁之间形成摩擦接合，不需要单独的保持单元就能够实现基于主轴的晶片载体的旋转。其结果，在蒸镀的过程中，主轴旋转，并使晶片载体和放置于腔室的晶片旋转。仅通过摩擦来保持主轴的上的晶片载体，由此，晶片载体-主轴的组装的机械惯性最小，其结果是主轴的变形减少。在主轴突然停止，作用于晶片载体的惯性力超过主轴的上端间的摩擦力的情况下，晶片载体独立于主轴而旋转，使主轴的变形减小。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特表2004-525056号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的问题
[0010]然而，在所述记载的外延生长装置中，主轴和晶片载体通过摩擦接合而结合。因此，主轴与晶片载体之间的接合并不可靠，特别是在旋转开始时、停止时在主轴与晶片载体之间产生滑动，由于磨损而产生颗粒。
[0011]此外，示出了所述记载的外延生长装置的晶片载体由石墨(graphite)或钼制作的例子。然而，这些材料存在以下问题。石墨在a轴方向上通过共享结合形成碳原子的六角网面，在c轴方向上通过范德华力形成层叠的结晶构造。因此，石墨是在c轴方向上容易剥离且容易磨损的材料。磨损后的石墨成为颗粒而容易残留在凹部(结合孔)。此外，产生的石墨的颗粒容易落下而使装置内污染。钼是密度为10.28g/cm3、融点为2896K的金属。相对于石墨的密度而具有5倍以上的密度，因此对主轴的负担较大且旋转力矩较大，从而容易因摩擦而产生颗粒。
[0012]鉴于上述的课题，本发明的目的在于，提供一种晶片载体和使用该晶片载体的外延生长装置，不容易从与主轴的结合部即结合孔产生颗粒，并且即便产生颗粒也不容易扩散，从而能够容易地去除颗粒。
[0013]用于解决问题的手段
[0014](1)为了解决所述课题，本发明的晶片载体由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有:上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接所述上表面和所述下表面，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其中，所述结合孔是由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成的贯通孔。
[0015]根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成，因此，在结合孔内部难以形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
[0016](2)为了解决所述课题，本发明的晶片载体由基材和陶瓷覆膜构成，该基材由石墨构成，且具有:上表面，其具有用于保持晶片的一个以上的腔室；下表面，其在中心具有结合孔，该结合孔用于以能够取下的方式插入旋转主轴的上端；以及外周部，其连接所述上表面和所述下表面，该陶瓷覆膜至少覆盖所述上表面、所述下表面和所述外周部，其中，所述结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成。
[0017]根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成，因此，在结合孔内部不容易形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
[0018]进而，本发明的晶片载体期望如下的方式。
[0019](3)所述底面具有从与所述壁面之间的边界延伸的锥面。
[0020]当在底面具有从与壁面之间的边界延伸的锥面时，能够使由壁面和底面形成的角部进一步缓和。因此，能够使颗粒难以附着于角部部分。
[0021](4)所述底面是从与所述壁面之间的边界延伸的圆顶状的面。
[0022]当底面是从与壁面之间的边界延伸的圆顶状的面时，能够使由壁面和底面形成的角部进一步缓和。因此，能够使颗粒难以附着于角部部分。
[0023](5)所述壁面被所述陶瓷覆膜覆盖。
[0024]当所述壁面被所述陶瓷覆膜覆盖时，能够不容易通过与旋转主轴的摩擦而产生碳的颗粒。
[0025](6)所述陶瓷覆膜是碳化硅。
[0026]当所述陶瓷覆膜是碳化硅时，由于是较硬的陶瓷覆膜，因此能够减少摩擦引起的磨损，能够进一步减少颗粒的产生量。此外，碳化硅具有导电性，因此不容易带电，能够使通过摩擦而产生的颗粒难以附着，能够容易地去除颗粒。
[0027](7)由石墨构成的所述基材构成为一体。
[0028]由于由石墨构成的基材如金属那样具有低的固有电阻，因此，通过构成为一体，促进电荷移动并使电荷逃逸到外部，由此，能够防止颗粒的附着，并能够容易地去除暂时附着的颗粒。此外，在覆盖晶片载体的表面的陶瓷覆膜是具有导电性的碳化硅等的情况下，能够进一步发挥该效果。
[0029](8)在所述外周部形成有具有朝向下侧的保持面的凸缘，所述陶瓷覆膜形成为，所述保持面处的厚度比所述上表面处的厚度薄。
[0030]为了防止原料气体对石墨的基材的腐蚀，将晶片载体的上表面的陶瓷覆膜设为较厚是重要的，但是，保持面并非被供给原料气体的区域，因此将保持面的陶瓷覆膜设为较厚的必要性较小。因此，通过在凸缘的保持面上较薄地形成固有电阻比石墨的基材高的陶瓷覆膜，能够在使用搬送夹具进行搬送时使电荷通过搬送夹具逃逸。因此，通过使在保持面上形成的陶瓷覆膜形成为比所述上表面的陶瓷覆膜薄，能够发挥带电防止效果。
[0031](9)为了解决所述课题，本发明的外延生长装置具有:所述记载的晶片载体；在上端具有开口部的旋转主轴；对所述晶片载体进行加热的加热单元；以及在所述晶片载体的上方配置的原料气体的供给单元，所述开口部与吸引气体的吸引机构连接。
[0032]在本发明的外延生长装置中，通过使旋转主轴的开口部与吸引机构连接，能够在旋转主轴和晶片载体所形成的空间中蓄积的颗粒扩散到外延生长装置内部之前清除该颗粒。
[0033]发明的效果
[0034]根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面构成，因此，在结合孔内部难以形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
[0035]此外，根据本发明的晶片载体，结合孔由从上表面侧朝向下表面侧扩大的锥状的壁面，以及中央部比与所述壁面之间的边界深的底面构成，因此，在结合孔内部不容易形成颗粒容易附着的角部，即使在结合孔内部产生颗粒，也能够容易地去除。
[0036]此外，在本发明的晶片载体中，通过使旋转主轴的开口部与吸引机构连接，能够在旋转主轴和晶片载体所形成的空间中蓄积的颗粒扩散到外延生长装置内部之前，从装置内清除该颗粒。
【附图说明】
[0037]图1是外延生长装置的一例的剖视图。
[0038]图2是晶片载体的一例的立体图。
[0039]图3是示出图2的晶片载体的上表面的腔室的俯视图，(a)是实施方式1和实施方式2的腔室，(b)?⑷是其变形例。
[0040]图4是晶片载体的外周部的剖视图，(a)是实施方式1的晶片载体，(b)?⑷是其变形例。
[0041]图5是与晶片载体的结合孔相关的剖视图，(a)是本发明的实施方式1的晶片载体，(b)?(c)是其变形例。
[0042]图6是向实施方式1的晶片载体的变形例的结合孔插入销的剖视图。
[0043]图7是与晶片载体的结合孔相关的剖视图，(a)是实施方式2的晶片载体，(b)?(c)是其变形例。
[0044]图8是与实施方式2的晶片载体