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TW201306167A - 基板支持裝置及氣相成長裝置 - Google Patents

基板支持裝置及氣相成長裝置 Download PDF

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TW201306167A
TW201306167A TW101121404A TW101121404A TW201306167A TW 201306167 A TW201306167 A TW 201306167A TW 101121404 A TW101121404 A TW 101121404A TW 101121404 A TW101121404 A TW 101121404A TW 201306167 A TW201306167 A TW 201306167A
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TW
Taiwan
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supporting device
base cover
Prior art date
Application number
TW101121404A
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English (en)
Inventor
岡田俊範
阪上英和
Original Assignee
夏普股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 夏普股份有限公司 filed Critical 夏普股份有限公司
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    • H10P72/7624—
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本發明之基板支持裝置包括：基座(101)；間隔件(103)，其配置於基座(101)上且支持基板(105)之一部分；基座蓋(102)，其配置於基座(101)及間隔件(103)上，且包括收容基板(105)之貫通孔(104)。基座蓋(102)於貫通孔(104)之特定位置具有對間隔件(103)進行定位之定位部。

Description

基板支持裝置及氣相成長裝置
本發明係關於一種基板支持裝置，特別是關於一種於使化合物半導體於基板上成膜之氣相成長裝置中所使用之基板支持裝置。
發光二極管元件、雷射二極管元件等半導體發光元件被認為廣泛應用於高密度光碟及全彩顯示器、進而環境或者醫療領域等。作為半導體發光元件之製造方法一般使用有化學氣相成長法(CVD：Chemical Vapor Deposition)。使用該化學氣相成長法，氣相成長裝置係藉由使反應氣體於反應室內之經加熱之基板上進行氣相成長而生成化合物半導體結晶之薄膜。此種氣相成長裝置通常較高地要求如下者：如何一面提高化合物半導體結晶之薄膜之品質，一面抑制生產成本，以最大限度確保良率與生產能力。
化合物半導體結晶之成膜係對經加熱之基板上供給反應氣體而進行。此時，由於化合物半導體結晶亦生成於支持基板之基座上，故而每次於對基板之成膜結束時需要去除生成於基座上之化合物半導體結晶。由於進行基座上之化合物半導體結晶之去除期間無法使用氣相成長裝置，無法於新的基板上使化合物半導體結晶成膜故而生產性降低。又，於將生成有化合物半導體結晶之基座更換為新的基座之情形時，由於基座間之個體差異而於基板上成膜之化合物半導體結晶產生差異，且良率降低。
圖14A係用以說明於日本專利特開2006-173560號公報(專利文獻1)中所揭示之基板支持裝置之分解立體圖。圖14B係用以說明於專利文獻1中所揭示之基板支持裝置之立體圖。於專利文獻1中，揭示有具備基座(專利文獻1之晶圓支持件)63、配置於基座63上之基座蓋(專利文獻1之晶圓導板)17及間隔件65之技術。
如圖14A、14B所示，基板19(專利文獻1之晶圓)係由間隔件65支持，且收容於基座蓋17之貫通孔(專利文獻1之開口)17b中。藉由利用基座蓋17覆蓋基座63，防止於基座63之上生成化合物半導體結晶之情況。於基座蓋17上生成化合物半導體結晶，但由於可僅更換基座蓋來洗淨，故而可防止生產性及良率之降低。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2006-173560號公報
圖15係用以說明先前技術之課題之說明圖，且係自圖14B之IV-IV'方向觀察之剖面圖。於向藉由加熱器(未圖示)加熱之基板19上生成化合物半導體結晶之薄膜時，若化合物半導體結晶之晶格常數小於基板19，則如圖15所示，由於基板19與化合物半導體結晶之熱膨脹差而導致基板19朝下呈凸狀翹曲。
此時，若如專利文獻1中所記載般藉由間隔件65支持基 板19之下表面整個面，則基板19與間隔件65之接觸程度發生變化。即，若基板19翹曲，則由於基板19之中心部與間隔件65接觸，而基板19之外周部未接觸到間隔件65，故而於基板19之中心部與外周部，基板溫度產生差異。
若如此基板19之中心部與外周部之溫度分佈產生差異，則有因中心部之局部加熱而發生基板破裂之虞。又，即便於未發生基板破裂之情形時，若於基板19之溫度分佈產生有差異之狀態下使化合物半導體結晶成長，則由於成長中之條件不同而化合物半導體結晶之結晶性及厚度變得不均勻，且化合物半導體結晶之品質降低。進而，於形成半導體發光元件之情形時，於形成於基板19之中心部之半導體發光元件與形成於基板19之外周部之半導體發光元件中，發光波長及發光強度產生差異。
圖16係用以說明基板支持裝置之改良案之說明圖。如圖16所示般，於改良案中並非支持基板19之下表面整個面，而於基座蓋18之貫通孔18a中設置支持部18b以支持基板19之一部分，並於基板19與基座63之間設置有間隙。
藉由基板19與基座63之間之間隙，即便於基板19朝下呈凸狀翹曲之情形時，亦可使基板19之中央部不與基座63接觸。藉由減小基板19與支持部18b之接觸面積而一面抑制自接觸部分之熱之傳遞，一面藉由自基座63之放射熱加熱基板19，藉此可不依照與基座63之接觸程度而使基板19均勻加熱。
圖17係用以說明圖16所示之基板支持裝置之改良案之課 題之說明圖。由於在成膜化合物半導體結晶時，化合物半導體結晶亦生成於基座蓋18，故而如圖17所示，因基座蓋18與化合物半導體結晶之熱膨脹差而導致基座蓋18發生翹曲。因基座蓋18之翹曲，由支持部18b支持之基板19之支持高度發生變化，故而基座63與基板19之間之距離改變，於由來自基座63之放射熱而加熱之基板19之表面溫度產生差異。
本發明係為解決上述之課題而完成者，其目的在於提供一種可抑制基板之表面溫度之差異並可使品質穩定之化合物半導體結晶於基板上成膜之基板支持裝置、及氣相成長裝置。
基於本發明之第1態樣之基板支持裝置係支持基板者，且包括：基座；間隔件，其配置於基座上並支持基板之一部分；基座蓋，其配置於基座及間隔件上，且包括收容基板之貫通孔。基座蓋於貫通孔之特定位置具有對間隔件進行定位之定位部。
於本發明之一形態中，定位部係覆蓋間隔件之一部分且限制間隔件之向至少1個方向之移動。
於本發明之一形態中，基座蓋包括複數個定位部。
於本發明之一形態中，基座蓋於內接於貫通孔之正多邊形之頂點之位置具有複數個定位部。
於本發明之一形態中，基座蓋包括複數個上述貫通孔。複數個貫通孔之各者於同心圓周上具有複數個定位部。
於本發明之一形態中，間隔件包括用以於基板與基座之間設置間隙之孔。
基於本發明之第2局面之基板支持裝置係支持基板者，且包括：基座；複數個間隔件，其配置於基座上並支持基板之一部分；基座蓋，其配置於基座上且包括收容基板之貫通孔；固定構件，其配置於基座上並收容於貫通孔內。固定構件於特定位置具有對複數個間隔件進行定位之定位部。
於本發明之一形態中，定位部係包圍間隔件之一部分並限制間隔件之向水平方向之移動。
於本發明之一形態中，固定構件於內接於貫通孔之同心圓之正多邊形之頂點之位置具有複數個定位部。
於本發明之一形態中，固定構件包括切口。
於本發明之一形態中，基座蓋係對固定構件進行定位。
於本發明之一形態中，基座蓋包括複數個貫通孔，且以複數個間隔件位於同心圓周上之方式對收容於複數個貫通孔內之固定構件進行定位。
基於本發明之氣相成長裝置包括上述任一者中之基板支持裝置。
於具有上述之構成之基板支持裝置中，藉由間隔件支持基板之一部分並於基板與基座之間設置間隙，藉此即便於基板發生翹曲之情形時亦可使基板與間隔件之接觸程度為固定並支持基板。又，由於分別不同地構成基座、基座蓋、及間隔件，故而即便基座蓋發生翹曲，亦可藉由間隔 件以固定之高度支持基板。進而，由於使間隔件定位，故而即便於將處理結束之基板更換為下一基板時亦可每次於相同之位置藉由間隔件支持基板。
根據本發明，藉由利用定位之間隔件於一定之條件下支持基板，並抑制基板之表面溫度之差異，可使品質穩定之化合物半導體結晶於基板上成膜。
(實施例1)
以下，基於圖1至圖5對本發明之實施例1進行說明。圖1係本發明之實施例1之基板支持裝置之立體圖。如圖1所示，本發明之實施例1之基板支持裝置100包括基座101、配置於基座101上之基座蓋102及間隔件103(103a、103b、103c)。基座蓋102具有貫通孔104。基板105係保持少許間隙收容於貫通孔104內並由間隔件103支持。化合物半導體結晶係生成於基板105之上表面。
於本實施例中設置有3個間隔件103(103a、103b、103c)，但間隔件103之數量並無限制，於可穩定支持基板105之情形時可為2個，或者亦可為4個以上。
然而，間隔件103為了抑制由於來自與基板105之接觸面之熱傳導而導致基板105之局部加熱，較佳為非常小之形狀(例如寬度為1~3 mm，長度為3~5 mm，厚度為0.1~0.5 mm)。為了利用該非常小之形狀之間隔件103穩定地支持基板105，間隔件103較佳為3個以上。
又，為使基板105無不均地加熱，將間隔件103全部設為相同之形狀並自中心O1對稱地配置。此處，中心O1係基座101之上表面與貫通孔104之中心軸之交點。以使相互鄰接之間隔件103彼此之間之中心O1為中心之中心角各者相等之方式配置3個間隔件103(103a、103b、103c)。例如，將間隔件103配置於內接於貫通孔104之正多邊形之頂點之位置。於本實施形態中，將間隔件103配置於內接於貫通孔104之正三角形之頂點之位置。或者，亦可將間隔件103配置於以中心O1為對稱點之點對稱之位置。
若將間隔件103設為較小形狀，則於將成膜處理結束之基板更換為新的基板時，間隔件103易移動。於再次配置移動之間隔件103時，若將間隔件103配置於與前一次進行成膜處理時不同之位置，則由於支持新的基板之條件與前一次處理之基板之支持條件不同，故成膜時之基板之表面溫度發生變化。因此，於本實施例中，為了即便進行基板之更換亦可每次於相同之條件下支持基板，藉由基座蓋102對間隔件103進行定位。
圖2係沿圖1之I-O1-I'線之基板支持裝置之剖面圖。如圖2所示，基座蓋102，其一部分係配置於間隔件103之上。即，基座蓋102於貫通孔104之特定位置具有用以對間隔件103(103a、103b、103c)進行定位之定位部106(106a、106b、106c(未圖示))。
定位部106係覆蓋間隔件103之一部分。由定位部106覆蓋之間隔件103朝向直徑方向外側(沿中心O1之同心圓之半 徑而自中心O1離開之方向)及圓周方向(沿中心O1之同心圓之圓周之方向)之移動被限制。
將間隔件103配置於上述位置，基座蓋102於自中心O1對稱之位置具有定位部106。於本實施形態中，如上述般，於內接於貫通孔104之正三角形之頂點具有定位部106。基板105係載置於間隔件103之未被定位部106覆蓋之部分。
間隔件103係以於基板105之中央部與基座101之間設置間隙之方式支持基板105之外周部。將間隔件103之高度設為即便於基板105朝下呈凸狀翹曲之情形時基板105與基座101亦不接觸之高度。例如，於基板105發生最大150 μm之翹曲之情形時，將間隔件103之高度設為200 μm。又，基座蓋102之高度係以不擾亂反應氣體之流動即可成膜之方式，與由間隔件103支持之基板105之高度吻合地設定。
定位部106與間隔件103可完全不接觸，亦可於相互之間具有少許間隙。於配置間隔件103時，首先將基座蓋102配置於基座101上。其後，使通過基座蓋102之貫通孔104內並配置於基座101上之間隔件103向直徑方向外側移動且向定位部106插入。
圖3A係用以說明基座蓋中之定位部之周邊部分及間隔件之剖面之剖面圖。圖3B係說明基座蓋中之定位部之周邊部分及間隔件之底面(基座側之面)之仰視圖。
定位部106a係與間隔件103a之形狀吻合地形成。如圖3A所示，定位部106a之剖面之ABC部係與間隔件103a之剖面之DEF部吻合地形成。定位部106a之深度(AB部之長度)形 成為較間隔件103a之長度(ED部之長度)短。藉此，於將間隔件103a插入定位部106a時，間隔件103a抵接於定位部106a之內部(BC部)從而向直徑方向外側之移動受到限制，間隔件103a之一部分成為未被定位部106a覆蓋之狀態。如上述般，基板105係載置於間隔件103a之未被定位部106a所覆蓋之部分。
又，定位部106a之高度(BC部之長度)係以稍微高於間隔件103a之高度(EF部之長度)之方式形成。
如圖3B所示，定位部106a之底面之GHIJ部係與間隔件103a之底面之KLMN部吻合地形成。定位部106a之寬度(HI部及GJ部之長度)係以比間隔件103a之寬度(LM部及KN部之長度)略寬廣之方式形成。藉此，間隔件103a保持間隙而覆蓋於定位部106a。對於間隔件103b、103c及定位部106b、106c而言亦相同。
圖4係用以說明基座蓋發生翹曲時之狀態之說明圖。若於基板105上生成化合物半導體結晶之薄膜，則化合物半導體結晶亦生成於基座蓋102上。例如，由石英構成基座蓋102，作為化合物半導體結晶生成有氮化鎵時，基座蓋102之線膨脹係數為0.4×10-6/K，化合物半導體結晶之線膨脹係數為5.6×10-6/K。由於此種基座蓋102與化合物半導體結晶之線膨脹係數之差異，如圖4所示般於基座蓋102上發生翹曲。
如圖4所示於使支持基板105之支持部一體地構成為基座蓋102之情形時，由於與基座蓋102之翹曲同時使支持部浮 起且支持基板105之高度發生變化，故而由基座101之放射熱而加熱之基板105之表面溫度變得不均勻。同樣地，即便間隔件103為固定於定位部106之構成，因基座蓋102之翹曲而支持基板105之高度亦發生變化。
本實施例之間隔件103係由定位部106覆蓋且自基座蓋102獨立。因此，即便於基座蓋102上發生翹曲，支持基板105之高度不變而為固定，可抑制基板105之表面溫度之差異。
於本實施例中，將間隔件103設為長方體，但間隔件103之形狀並不限定於此，而可為任何形狀。與間隔件103之形狀吻合地將定位部106之形狀適當設定，定位部106之形狀只要可規定間隔件103之位置則可為任何形狀。
間隔件103可向直徑方向內側(沿中心O1之同心圓之半徑向中心O1接近之方向)移動，但於成膜時於支持基板105之狀態下，間隔件103因與基座101或基板105之摩擦而不移動。間隔件103之向直徑方向內側之移動亦可由間隔件103與定位部106之形狀限制，亦可使間隔件103及定位部106為例如下述圖5所示之形狀。
圖5係用以說明間隔件之其他例之說明圖。於圖5中表示基座蓋102與間隔件103之底面。如圖5所示，使間隔件103a形成為三角柱狀，於與此種間隔件103a吻合地形成定位部106a(PQRS)時，使定位部106a之內部之部分(QR)之間隔大於定位部106a之入口之部分(PS)之間隔，定位部106a亦可限制間隔件103a之向直徑方向內側之移動。
於設置此種構成之基座蓋102及間隔件103時，將間隔件103配置於基座101上後，將間隔件103插入定位部106並於基座101上配置基座蓋102。
於本實施例中，藉由支持基板105之一部分並於基板105與基座101之間設置間隙，可抑制因基板105之翹曲而導致基板105與基座101之接觸程度變化之情況，且能夠以固定之接觸程度支持基板105。又，使基座蓋102與間隔件103相互獨立，即便於基座蓋102上發生翹曲，間隔件103之高度亦不變化，可以固定之高度支持基板105。藉由以上，可抑制基板105之表面溫度之差異，且可使品質穩定之化合物半導體結晶之薄膜成膜。
於本實施例中，由於基座蓋102對間隔件103進行定位，即便將成膜處理結束之基板更換為新的基板，亦可於相同之條件下藉由間隔件103支持新的基板，且可抑制基板間之差異並成膜。
(實施例2)
基於圖6至圖8對本發明之實施例2進行說明。圖6係本發明之實施例2之基板支持裝置之立體圖。如圖6所示，本發明之實施例2之基板支持裝置200包括基座201、配置於基座201上之基座蓋202及間隔件203。
基座蓋202具有貫通孔204且收容間隔件203。間隔件203包括與貫通孔204為同心圓狀之孔，支持基板205之外周部且於基板205之中央部與基座201之間設置間隙。基板205係保持少許間隙而收容於貫通孔204並由間隔件203支持。 此處，中心O2係基座201之上表面與貫通孔204之中心軸之交點。
圖7係自圖6之II-II'線箭頭方向觀察之基板支持裝置之剖面圖。如圖7所示，基座蓋202之一部分配置於間隔件203之上。基座蓋202於貫通孔204之特定位置具有定位部206。定位部206係覆蓋間隔件203之一部分並限制間隔件203之水平方向之移動。定位部206與間隔件203可完全不接觸，亦可於相互之間稍微有間隙。
基板205係載置於間隔件203之未被定位部206覆蓋之部分。與實施例1同樣地，將間隔件203之高度設為即便基板205朝下呈凸狀翹曲，基板205與基座201亦不接觸之高度。基座蓋202之高度係以不擾亂反應氣體之流動即可成膜之方式，與由間隔件203支持之基板205之高度吻合地設定。
圖8係用以說明本實施例之定位部之說明圖。於圖8中，以自基座101側(底面側)觀察基座蓋202及間隔件203之立體圖來表示。
如圖8所示，定位部206係於基座蓋202之貫通孔204內形成為階梯狀。間隔件203由定位部206覆蓋外周部，於內周部支持基板205。
於將基座蓋202及間隔件203配置於基座201上時，首先將間隔件203配置於基座201上，其次以收容間隔件203之方式，將基座蓋202配置於基座201及間隔件203上。
於本實施例中，並非由複數個構件構成間隔件203，故 而可容易地進行間隔件203之加工及配置作業等之操作。
(實施例3)
基於圖9至圖11對本發明之實施例3進行說明。圖9係本發明之實施例3之基板支持裝置之立體圖。如圖9所示，基板支持裝置300包括基座301、配置於基座301上之基座蓋302、間隔件303(303a、303b、303c)、及固定構件304。
基座蓋302具有貫通孔305並收容固定構件304。固定構件304係將間隔件303定位於自中心O3對稱之位置。基板306具有少許之間隙而收容於貫通孔305並由間隔件303支持。此處，中心O3係固定構件304之上表面與貫通孔305之中心軸之交點。
圖10係用以說明本實施例之間隔件及固定構件之說明圖。如圖10所示，固定構件304係將中心O3作為中心並具有與貫通孔305大致相同之半徑之圓盤狀，藉由使外周部接觸於貫通孔305配置而限制水平方向之移動。
固定構件304包括定位部307(307a、307b、307c)。定位部307係包圍間隔件303之一部分而對間隔件303進行定位。定位部307形成為貫通固定構件304之上表面與下表面之孔。間隔件303藉由向定位部307插入而限制向水平方向之移動。
又，固定構件304包括自定位部307通向外緣之切口308(308a、308b、308c)，藉由該切口308減少因熱膨脹而導致之變形。基座蓋302與固定構件304可完全不接觸，亦可於相互之間稍微有間隙。同樣地，間隔件303與固定構 件304可完全不接觸，亦可於相互之間稍微有間隙。
於本實施例中，配置有3個間隔件303(305a、305b、305c)，但間隔件303之數量並無限制，於可穩定地支持基板306之情形時可為2個，或者亦可為4個以上。
其中與實施例1同樣地，間隔件303為了抑制因來自接觸面發生之熱傳導而引起之基板306之局部加熱，則較佳為較小之形狀。為了由該較小之形狀之間隔件303穩定地支持基板306，間隔件303較佳為3個以上。
間隔件303只要全部為相同之形狀則可為任何形狀，定位部307係與間隔件303之形狀吻合地形成。固定構件304於自中心O3對稱之位置具有定位部307。即，定位部307係以於中心O3之圓周上使相互鄰接之定位部307彼此之間之中心角各者相等之方式配置。於本實施例中，將定位部307配置於內接於中心O3之圓周(貫通孔305之同心圓)之正三角形之頂點。
圖11係沿圖9之III-III'線之基板支持裝置之剖面圖。如圖11所示，基座蓋302之高度係以不擾亂反應氣體之流動即可成膜之方式，與由間隔件303支持之基板306之高度吻合地設定。
固定構件304之高度低於間隔件303之高度。基板306以於與固定構件304之間設置間隙之方式藉由間隔件303支持。即，將間隔件303及固定構件304之高度設為即便基板306呈凸狀翹曲，基板306與固定構件304亦不接觸之高度。固定構件304之切口308之部分不與基座蓋302接觸， 但藉由使切口308之前段側之周邊部分接觸於基座蓋302，限制固定構件304向水平方向之移動。
間隔件303藉由利用基座蓋302限制水平方向之移動之固定構件304而定位，藉此限制向水平方向之移動。固定構件304可以穿過中心O3之鉛垂線作為中心軸旋轉，但因與基座301之摩擦而於成膜時不旋轉。於將成膜處理結束之基板更換為新的基板時若固定構件304旋轉，則有相對於基座301之間隔件303之位置發生變化之情況，故而貫通孔305亦可對固定構件304進行定位。
例如，亦可藉由於固定構件304之外周部設置凸狀之區域，並利用基座蓋302覆蓋該凸狀之區域而定位。或者亦可於貫通孔305設置記號，以使切口308對準該記號之方式配置固定構件304。
於本實施例中，由於藉由基座蓋302及固定構件304覆蓋基座301，可有效防止於基座301上附著化合物半導體結晶之情況。
(實施例4)
根據圖12對本發明之實施例4進行說明。圖12係本發明之實施例4之基板支持裝置之平面圖。如圖12所示，基板支持裝置400包括基座401、配置於基座401上之基座蓋402及間隔件403。
基座蓋402包括複數個貫通孔404a~404h。間隔件403配置於複數個貫通孔404a~404h之各者內。貫通孔404a~404h係分別收容基板。各基板由配置於各貫通孔404a~404h內 之間隔件403支持。
各貫通孔404a~404h之內側包括與實施例1至3中任一者相同之結構。例如，於貫通孔404a之內側配置有與實施例1相同之間隔件403(403a、403b、403c)。間隔件403藉由定位部405(405a、405b、405c)而定位。於其他貫通孔404b~404h之內側，與配置於貫通孔404a內之間隔件403相同之結構之間隔件403亦藉由定位部405而定位。
為了支持相同之形狀之基板，使貫通孔404a~404h各者為相同之形狀。為了使於各基板上成膜之薄膜之膜質均勻，基座401以穿過中心O4之鉛垂線為中心軸進行旋轉，與基座401之旋轉一併地基座蓋402及間隔件403亦旋轉。為了於相同之條件下支持各基板，基座蓋402於距離中心O4相等之距離處具有貫通孔404a~404h。於本實施例中，設置有8個貫通孔404a~404h，貫通孔之數量並無限制無論為幾個均可。
為了於相同之條件下支持各基板，較佳為間隔件403於各貫通孔404a~404h之內側配置為相同。配置於各貫通孔404a~404h之間隔件403a係配置於以中心O4為中心之圓周上。配置於各貫通孔404a~404h之間隔件403b、403c亦同樣地配置於分別以中心O4為中心之圓周上。
即，各貫通孔404a~404h於以中心O4為中心之同心圓周上具有定位部405a。於本實施例中，基座蓋402係於最接近於各貫通孔404a~404h之中心O4之位置具有定位部405a，且於成為內接於各貫通孔404a~404h之正三角形之 頂點之位置具有定位部405b、405c。
表1係表示於使用圖12所示之基板支持裝置於複數個基板生成薄膜之實施例及下述比較例中之各基板之薄膜之厚度之平均值(膜厚)與厚度之分佈的表。比較例係使用包括與基板支持裝置400相同之複數個貫通孔且各貫通孔包括圖16所示之支持部之基板支持裝置而於複數個基板上生成薄膜之例。
於實施例及比較例中之薄膜之厚度之測定中，於8個貫通孔中之1個內配置有虛設基板，將P1~P7之7個基板配置於餘下之貫通孔內並測定各基板之膜厚與厚度之分佈。
如表1所示，於藉由基板支持裝置400支持基板之情形時，於P1~P7之基板之間薄膜之厚度之平均值變得均勻，於複數個基板間差異得以抑制。又，於藉由基板支持裝置400支持基板之情形時，厚度之分佈之值變小，一個基板中之厚度之差異亦得以抑制。
於本實施例中間隔件為如實施例3般之構成時，基座蓋於距離基座之旋轉之中心軸相等之距離處具有複數個貫通孔，各貫通孔收容相同之形狀之間隔件及固定構件。此 時，較佳為各貫通孔之間隔件配置於以中心O4為中心之同心圓周上。
因此，基座蓋較佳為以各貫通孔之間隔件位於以中心O4為中心之同心圓周上之方式，對各貫通孔之固定構件進行定位。例如，基座蓋亦能夠以使1個切口位於最接近於各貫通孔之中心O4之位置之方式，對固定構件進行定位。
又，於本實施例中即便間隔件係如實施例2般之構成，基座蓋於距離基座之旋轉之中心軸相等之距離處具有複數個貫通孔，且各貫通孔收容相同之形狀之間隔件。
於本實施例中，由於可於相同之條件下支持複數個基板，故而即便同時處理複數個基板，亦可抑制於各基板上生成之薄膜間之特性之偏差。
以下，基於圖13對包括本發明之基板支持裝置之氣相成長裝置進行說明。圖13係用以說明本發明之氣相成長裝置之構成之說明圖。如圖13所示，氣相成長裝置510於反應室511之內部具有基板支持裝置500。
基板支持裝置500包括基座501、配置於基座501上之基座蓋502及間隔件503。基座蓋502包括收容基板505之貫通孔504。基板505係收容於貫通孔504內並由間隔件503支持。間隔件503藉由基座蓋502之定位部506而定位。對於基板支持裝置500，由於其係與實施例1至4中任一者所記載之基板支持裝置為相同之構成，因此不重複詳細之說明。
反應室511於內部設置有基板支持裝置500，並使基板支 持裝置500與大氣隔離。於反應室511中連接有氣體供給管512。氣體供給源513係經由氣體供給管512將反應氣體與載氣一併供給於反應室511內。
於反應室511之上部之設置有簇射頭514。供給之反應氣體經由簇射頭514向反應室511內之全體均勻地導入。又，反應室511經由氣體排氣管515進行內部之氣體之排氣，經排氣之氣體藉由排氣處理裝置516而無害化。
基板支持裝置500係以於反應室511之內部與簇射頭514對向之方式設置。又，基板支持裝置500配置於旋轉裝置517上。旋轉裝置517使基板支持裝置500旋轉。於基板支持裝置500之下部設置有加熱器518。加熱器518之熱經由基座501對基板505供給。
於氣相成長裝置510中，對經加熱之基板505供給反應氣體，生成化合物半導體結晶之薄膜。反應氣體係三甲基鎵(TMG，Trimethylgallium)、三甲基鋁(TMA，Trimethylaluminum)等有機金屬氣體與氨(NH3)、膦(PH3)、胂(AsH3)等氫化合物氣體之混合物。該等之反應氣體係與氮氣(N2)等載氣一併向反應室511導入。例如，若導入三甲基鎵(TMG)及氨(NH3)作為反應氣體並使其氣相成長，則於基板505上生成氮化鎵(GaN)之薄膜。
為了將自加熱器518產生之熱供給至基板，基座501較佳為包含熱導率較高之材料。又，基座501之材料除熱導率較高外，必須具有例如對反應氣體之耐蝕性、或耐高溫性(耐熱性)等。因此，基座501係例如由石墨(碳)、施加有 SiC(Silicon Carbide，碳化矽)塗層之石墨、SiC、鉬、鎢或者鉭等金屬材料等構成。
基座蓋502必須具有對反應氣體之耐蝕性，例如包含石英、SiC或者熱解石墨等材料。基座蓋502覆蓋基座501而防止基座501於成膜面側露出，從而防止於基座501之上表面生成化合物半導體結晶。於基板支持裝置500包括如實施例3般之固定構件之情形時，固定構件亦包含與基座蓋502相同之材料。
為抑制自接觸部分向基板505之熱傳導，間隔件503較佳為包含熱導率較低之材料，例如包含石英。
作為基板505，係使用半導體基板、晶圓、玻璃基板、藍寶石基板等。基板505之形狀亦可不為圓形。貫通孔504之形狀亦可不為圓形，而與基板505之形狀吻合地適當設定。
基座蓋502可由1個構件形成且具有1個或者複數個貫通孔504，亦可由複數個構件形成。又，基座蓋502亦可具有藉由組合複數個構件而構成貫通孔504之結構。
實施例之基座501之上表面為平面，但於基座501之上表面亦可形成有配置基座蓋502時之用以定位之凸部或凹部。
如以上所說明，由於本發明之氣相成長裝置可於一定之條件下支持基板505，並可抑制基板之表面溫度之差異，故可使品質穩定之化合物半導體結晶於基板505上成膜。
本發明之基板支持裝置及氣相成長裝置並非限定於上述 各實施形態者，可在請求項所示之範圍內進行各種變更，對於適當組合不同之實施形態中所分別揭示之技術手段而獲得之實施形態亦包含於本發明之技術範圍內。
產業上之可利用性
根據本發明，通常可於一定之條件下支持基板之一部分，因而可抑制基板之表面溫度之不均之發生，而可使特性穩定之化合物半導體結晶成膜。
17‧‧‧基座蓋
18‧‧‧基座蓋
18a‧‧‧貫通孔
18b‧‧‧支持部
19‧‧‧基板
63‧‧‧基座
65‧‧‧間隔件
100‧‧‧基板支持裝置
101‧‧‧基座
102‧‧‧基座蓋
103‧‧‧間隔件
103a‧‧‧間隔件
103b‧‧‧間隔件
104‧‧‧貫通孔
105‧‧‧基板
106‧‧‧定位部
106a‧‧‧定位部
106b‧‧‧定位部
200‧‧‧基板支持裝置
201‧‧‧基座
202‧‧‧基座蓋
203‧‧‧間隔件
204‧‧‧貫通孔
205‧‧‧基板
206‧‧‧定位部
300‧‧‧基板支持裝置
301‧‧‧基座
302‧‧‧基座蓋
303‧‧‧間隔件
304‧‧‧固定構件
305‧‧‧貫通孔
306‧‧‧基板
307‧‧‧定位部
308‧‧‧切口
400‧‧‧基板支持裝置
401‧‧‧基座
402‧‧‧基座蓋
403‧‧‧間隔件
403a‧‧‧間隔件
403b‧‧‧間隔件
404a~404h‧‧‧貫通孔
405‧‧‧定位部
405a‧‧‧定位部
405b‧‧‧定位部
500‧‧‧基板支持裝置
501‧‧‧基座
502‧‧‧基座蓋
503‧‧‧間隔件
504‧‧‧貫通孔
505‧‧‧基板
506‧‧‧定位部
510‧‧‧氣相成長裝置
511‧‧‧反應室
512‧‧‧氣體供給管
513‧‧‧氣體供給源
514‧‧‧簇射頭
515‧‧‧氣體排氣管
516‧‧‧排氣處理裝置
517‧‧‧旋轉裝置
518‧‧‧加熱器
圖1係本發明之實施例1之基板支持裝置之立體圖。
圖2係沿圖1之I-O1-I'線之基板支持裝置之剖面圖。
圖3A係用以說明基座蓋中之定位部之周邊部分及間隔件之剖面之剖面圖。
圖3B係說明基座蓋中之定位部之周邊部分及間隔件之底面(基座側之面)之仰視圖。
圖4係用以說明基座蓋發生翹曲時之狀態之說明圖。
圖5係用以說明間隔件之其他例之說明圖。
圖6係本發明之實施例2之基板支持裝置之立體圖。
圖7係自圖6之II-II'線箭頭方向觀察之基板支持裝置之剖面圖。
圖8係用以說明同一實施例之定位部之說明圖。
圖9係本發明之實施例3之基板支持裝置之立體圖。
圖10係用以說明同一實施例之間隔件及固定構件之說明圖。
圖11係沿圖9之III-III'線之基板支持裝置之剖面圖。
圖12係本發明之實施例4之基板支持裝置之平面圖。
圖13係用以說明本發明之氣相成長裝置之構成之說明圖。
圖14A係用以說明於日本專利特開2006-173560號公報(專利文獻1)中所揭示之基板支持裝置之分解立體圖。
圖14B係用以說明於專利文獻1中所揭示之基板支持裝置之立體圖。
圖15係作為用以說明先前技術之課題之說明圖之自圖14B之IV-IV'線箭頭方向觀察之剖面圖。
圖16係用以說明基板支持裝置之改良案之說明圖。
圖17係用以說明圖16所示之基板支持裝置之改良案之課題說明圖。
100‧‧‧基板支持裝置
101‧‧‧基座
102‧‧‧基座蓋
103、103a、103b、103c‧‧‧間隔件
104‧‧‧貫通孔
105‧‧‧收容基板
O1‧‧‧中心

Claims (13)

  1. 一種基板支持裝置，其係支持基板者，且包括：基座(101，201，401)；間隔件(103，203，403)，其配置於上述基座(101，201，401)上且支持上述基板之一部分；及基座蓋(102，202，402)，其配置於上述基座(101，201，401)及上述間隔件(103，203,403)上，且包括收容上述基板之貫通孔(104，204，404a~404h)；且上述基座蓋(102，202，402)於上述貫通孔(104，204，404a~404h)之特定位置具有對上述間隔件(103，203，403)進行定位之定位部(106，206，405)。
  2. 如請求項1之基板支持裝置，其中上述定位部(106，206，405)係覆蓋上述間隔件(103，203，403)之一部分且限制上述間隔件(103，203，403)之向至少1個方向之移動。
  3. 如請求項2之基板支持裝置，其中上述基座蓋(102，402)包括複數個上述定位部(106，405)。
  4. 如請求項3之基板支持裝置，其中上述基座蓋(102，402)係於內接於上述貫通孔(104，404a~404h)之正多邊形之頂點之位置具有複數個上述定位部(106，405)。
  5. 如請求項4之基板支持裝置，其中上述基座蓋(402)包括複數個上述貫通孔(404a~404h)；複數個上述貫通孔(404a~404h)之各者於同心圓周上具有複數個上述定位部(405)。
  6. 如請求項2之基板支持裝置，其中上述間隔件(203)包括用以於上述基板與上述基座(201)之間設置間隙之孔。
  7. 一種基板支持裝置，其係支持基板者，且包括：基座(301)；複數個間隔件(303)，其配置於上述基座(301)上且支持上述基板之一部分；基座蓋(302)，其配置於上述基座(301)上且包括收容上述基板之貫通孔(305)；及固定構件(304)，其配置於上述基座(301)上且收容於上述貫通孔(305)內；且上述固定構件(304)於特定位置具有對複數個上述間隔件(303)進行定位之定位部(307)。
  8. 如請求項7之基板支持裝置，其中上述定位部(307)係包圍上述間隔件(303)之一部分並限制上述間隔件(303)之向水平方向之移動。
  9. 如請求項8之基板支持裝置，其中上述固定構件(304)於內接於上述貫通孔(305)之同心圓之正多邊形之頂點之位置具有複數個上述定位部(307)。
  10. 如請求項9之基板支持裝置，其中上述固定構件(304)包括切口(308)。
  11. 如請求項10之基板支持裝置，其中上述基座蓋(302)對上述固定構件(304)進行定位。
  12. 如請求項11之基板支持裝置，其中上述基座蓋包括複數個上述貫通孔，且以複數個上述間隔件位於同心圓周上 之方式對收容於複數個上述貫通孔內之上述固定構件進行定位。
  13. 一種氣相成長裝置，其包括如請求項1至12中任一項之基板支持裝置。
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