[发明专利]衬底处理装置、晶片支架及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及对多个层叠而成的衬底进行处理的衬底处理装置、晶片支架及衬底或半导体装置的制造方法，尤其涉及将碳化硅(SiC)外延薄膜成膜在衬底上的衬底处理装置、晶片支架及衬底或半导体器件的制造方法。

背景技术

碳化硅(SiC)因绝缘耐压和热传导性比硅(Si)高等而尤其作为功率器件用元件材料而受到注目。一方面，公知由于SiC的杂质扩散系数小等，因此与Si相比，结晶衬底和半导体装置(半导体器件)的制造困难。例如，Si的外延成膜温度为900℃～1200℃左右，而SiC的外延成膜温度为1500℃～1800℃左右，需要对装置的耐热构造和材料的分解抑制等进行技术性的研究。

作为能够有效率地处理多个衬底的分批式的衬底处理装置，例如公知具有纵向层叠地保持多个衬底的舟皿的所谓分批式纵型衬底处理装置。该分批式纵型衬底处理装置将层叠地保持多个衬底的舟皿向处理炉内输送，然后，使处理炉内升温到规定温度，并从设置在处理炉内的气体喷嘴向各衬底供给反应气体。由此，各衬底的成膜面暴露在反应气体中，分批式纵型衬底处理装置能够一次性地效率良好地对各衬底进行成膜处理。

作为这样的所谓分批式纵型衬底处理装置，例如公知专利文献1及专利文献2记载的技术。

专利文献1记载的衬底处理装置具有层叠并保持多个晶片(衬底)的舟皿，在形成该舟皿的多个支柱上，以水平姿势多层地焊接有圆环状的石英制的支架板。另外，在各支架板的径向内侧(内周侧)分别通过焊接等固定有共计3个爪，各爪以水平姿势保持晶片。在支架板的径向外侧设置有反应气体导入管(气体喷嘴)，从该反应气体导入管供给的反应气体从径向外侧通过各支柱具有的部分到达各晶片。由于各支柱暴露在反应气体中，所以在各支柱上也被成膜。也就是说，由于各支柱消耗反应气体，所以成为各支柱周边的反应气体的成膜成分浓度降低的状态。而在专利文献1记载的衬底处理装置中，由于各支柱和各晶片之间的距离远，所以能够向各晶片的成膜面供给大致恒定浓度的反应气体，能够抑制对成膜精度带来不良影响。

专利文献2记载的衬底处理装置是在形成舟皿的多个支柱上通过焊接等分别固定圆柱状的晶片支承部，并通过各晶片支承部支承晶片(衬底)。而且，考虑到上述的各支柱对反应气体的消耗，将在与各支柱对应的部分上分别具有切口的环状板通过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环状板的部分消耗反应气体，进而能够向各晶片的成膜面供给大致恒定浓度的反应气体，能够抑制对成膜精度带来不良影响。

专利文献1：日本特开平11-040509号公报

专利文献2：国际公开第2005/053016号小册子

但是，根据上述专利文献1及专利文献2记载的衬底处理装置，通过焊接等将多个部件即支架板、晶片支承部及环状板固定在支柱(舟皿柱)上，由此形成石英制的舟皿。由此，在超过1000℃的高温下直接使用该石英制的舟皿时，会发生溶解等问题。因此，需要另外开发能够获得与SiC的外延成膜温度(1500℃～1800℃左右)相应的耐热构造的舟皿。考虑使用SiC等耐热性优良的材料来形成固定以往那样的多个部件而成的舟皿，但SiC等材料的耐热性良好，相应地难以通过焊接等固定。也就是说，简单地替换成耐热性良好的材料，不能够形成以往那样的舟皿，从其他观点来看，也需要重新讨论晶片相对于舟皿的层叠构造。

发明内容

本发明的目的是提供一种衬底处理装置、晶片支架及半导体装置的制造方法，其具有能够不对成膜精度带来不良影响且获得耐高温效果的晶片的层叠构造。

本发明的上述目的以及其他目的和新特征可以从本说明书的说明和附图明确。

以下，简单地说明本申请所公开的发明中的代表性结构的概要。

即，本发明的衬底处理装置包括：反应容器；气体喷嘴，被设置在所述反应容器内，并向所述反应容器内供给反应气体；舟皿，向所述反应容器送入及从所述反应容器送出，并包含具有支架保持部的多个舟皿柱；晶片支架，被所述支架保持部保持，并在其内周侧保持衬底，所述晶片支架的外径尺寸比所述衬底的外径尺寸大，并且所述晶片支架能从所述支架保持部拆下。

而且，本发明的晶片支架以通过支架保持部被保持在舟皿上的方式进行移载，并将衬底保持在其内周侧，所述舟皿包含具有所述支架保持部的多个舟皿柱，所述晶片支架的外径尺寸比所述衬底的外径尺寸大，所述晶片支架能从所述支架保持部拆下。