[發明專利]襯底處理裝置、晶片支架及半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201210055696.9
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102655107A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 福田正直;佐佐木隆史;山口天和;原大介
• 申請（專利權）人: 株式會社日立國際電氣
• 主分類號: H01L21/673
• 分類號: H01L21/673;H01L21/205
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 陳偉

技術領域

本發明涉及對多個層疊而成的襯底進行處理的襯底處理裝置、晶片支架及襯底或半導體裝置的制造方法，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體器件的制造方法。

背景技術

碳化硅(SiC)因絕緣耐壓和熱傳導性比硅(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的雜質擴散系數小等，因此與Si相比，結晶襯底和半導體裝置(半導體器件)的制造困難。例如，Si的外延成膜溫度為900℃～1200℃左右，而SiC的外延成膜溫度為1500℃～1800℃左右，需要對裝置的耐熱構造和材料的分解抑制等進行技術性的研究。

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，例如公知具有縱向層疊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輸送，然后，使處理爐內升溫到規定溫度，并從設置在處理爐內的氣體噴嘴向各襯底供給反應氣體。由此，各襯底的成膜面暴露在反應氣體中，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1及專利文獻2記載的技術。

專利文獻1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狀的石英制的支架板。另外，在各支架板的徑向內側(內周側)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設置有反應氣體導入管(氣體噴嘴)，從該反應氣體導入管供給的反應氣體從徑向外側通過各支柱具有的部分到達各晶片。由于各支柱暴露在反應氣體中，所以在各支柱上也被成膜。也就是說，由于各支柱消耗反應氣體，所以成為各支柱周邊的反應氣體的成膜成分濃度降低的狀態。而在專利文獻1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，所以能夠向各晶片的成膜面供給大致恒定濃度的反應氣體，能夠抑制對成膜精度帶來不良影響。

專利文獻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氣體的消耗，將在與各支柱對應的部分上分別具有切口的環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狀板的部分消耗反應氣體，進而能夠向各晶片的成膜面供給大致恒定濃度的反應氣體，能夠抑制對成膜精度帶來不良影響。

專利文獻1：日本特開平11-040509號公報

專利文獻2：國際公開第2005/053016號小冊子

但是，根據上述專利文獻1及專利文獻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℃的高溫下直接使用該石英制的舟皿時，會發生溶解等問題。因此，需要另外開發能夠獲得與SiC的外延成膜溫度(1500℃～1800℃左右)相應的耐熱構造的舟皿。考慮使用SiC等耐熱性優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，從其他觀點來看，也需要重新討論晶片相對于舟皿的層疊構造。

發明內容

本發明的目的是提供一種襯底處理裝置、晶片支架及半導體裝置的制造方法，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造。

本發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明中的代表性結構的概要。

即，本發明的襯底處理裝置包括：反應容器；氣體噴嘴，被設置在所述反應容器內，并向所述反應容器內供給反應氣體；舟皿，向所述反應容器送入及從所述反應容器送出，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，并在其內周側保持襯底，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行移載，并將襯底保持在其內周側，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。