衬底处理装置及衬底的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供衬底处理装置，其具有：处理多个衬底(14)的反应室(44)；保持多个衬底(14)的舟皿(30)；具有向多个衬底(14)供给成膜气体的气体供给口(68、72)的气体供给喷嘴(60、70)；使供给到反应室(44)内的成膜气体排出的排气口(90)；热交换部(34)，设于反应室(44)下部，定义了第二流路，该第二流路比由反应室(44)的内壁和舟皿(30)定义的第一流路窄；气体逃逸部(340)，与设于舟皿(30)上的多个衬底(14)中的最下部衬底相比设置在下方，具有定义最下部衬底与热交换部(34)之间的空间的多根支柱。由此在进行SiC外延生长那样的、在1500℃到1700℃的超高温下的处理时，能够使成膜气体降低到集流腔的耐热温度并提高膜质均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对衬底进行处理的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及衬底的制造方法，特别是涉及具有将碳化硅(以下为SiC)外延膜在衬底上成膜的エ序的衬底处理装置、半导体器件的制造方法及衬底的制造方法。
技术介绍
SiC尤其作为功率器件用元件材料而引起关注。而公知将SiC制作成结晶衬底和器件比硅(以下为Si)困难。另ー方面，在使用SiC制作器件的情况下，使用在SiC衬底上形成了 SiC外延膜的晶片。作为在该SiC衬底上形成SiC外延膜的SiC外延生长装置的一例，有专利文献I。在专利文献I中，公开了使用所谓批处理式纵型热处理装置而一次能够对大量的SiC衬底进行处理的结构。而且，在专利文献I中进ー步公开了作为用于使来自基座的热量不容易传递到处理炉的下方侧的隔热部件的舟皿隔热部。专利文献I :日本特开2011-3885号公报然而，为了形成SiC外延膜，需要如专利文献I记载的那样在1500°C到1700°C的超高温下进行处理。此处，在专利文献I记载的装置中，在处理炉内通过的成膜气体从设置在处理炉下方的排气管排出。由于该排气管设置在集流腔上，所以需要使该成膜气体的温度降低到集流腔的耐热温度。
技术实现思路
根据本专利技术的ー个方式，提供ー种衬底处理装置，其具有反应室，用于处理多个衬底；舟皿，用于保持所述多个衬底；气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给ロ ；排气ロ，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及气体逃逸部，与设于所述舟皿上的所述多个衬底中的最下部衬底相比设置在下方，并具有定义所述最下部衬底和所述热交換部之间的空间的多根支柱。根据本专利技术的另ー个方式，提供ー种衬底处理装置，其具有反应室，用于处理多个衬底；舟皿，用于保持所述多个衬底；气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给ロ ；排气ロ，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出；热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及调节块，配置在所述舟皿的底板上。根据本专利技术的又ー个方式，提供一种衬底的制造方法，其包括(a)将保持着多个衬底的舟皿搬入反应室内的步骤；(b)向载置在所述反应室内的所述多个衬底供给成膜气体而对所述多个衬底进行处理的步骤；(C)使供给到所述反应室内的所述成膜气体经由第一流路和第二流路排出的步骤，其中，所述第一流路由所述反应室的内壁和所述舟皿定义，所述第二流路由所述舟皿的下部的空间和热交換部定义并比所述第一流路窄；(d)将所述多个衬底从所述反应室搬出的步骤。专利技术效果 根据本专利技术，能够在衬底上形成均质的膜。附图说明图I是应用本专利技术的半导体制造装置的立体图。图2是说明第一实施方式的处理炉的侧视剖视图。图3是应用本专利技术的处理炉的俯视剖视图。 图4是应用本专利技术的处理炉的其他俯视剖视图。图5是第一实施方式的气体逃逸部的概略图。图6是说明应用本专利技术的半导体制造装置的气体供给单元的图。图7是表示应用本专利技术的半导体制造装置的控制构成的框图。图8是用于说明本专利技术的效果的处理炉的侧视剖视图的比较例。图9是应用本专利技术的半导体制造装置的处理炉及其周边构造的概略剖视图。图10是说明第二实施方式的处理炉的其他的侧视剖视图。图11是第二实施方式中的第一热交换部的一例的概略图。图12是说明第三实施方式的处理炉的概略图。图13是说明第三实施方式的变形例的概略图。图14是示例性表示本专利技术的衬底的制造方法或半导体器件的制造方法的流程图。附图标记的说明10 :半导体制造装直；12 :框体；14 :晶片；15 :晶片保持架；15a :上部晶片保持架；15b :下部晶片保持架；16 :晶片盒；18 :晶片盒台；20 :晶片盒搬运装置；22 :晶片盒收纳架；24 :晶片盒开启器；26 :衬底张数检测器；28 :衬底移载机；30 :舟皿；32 :臂；34A :舟皿隔热部；34B :第一热交换部；34C :第二热交换部；36 :集流腔；40 :处理炉；42 :反应管；44 :反应室；48 :被感应体；50 :感应线圈；52 :温度控制部；54 :隔热材料；55 :外侧隔热壁；58 :磁密封部；60 :第一气体供给喷嘴；68 :第一气体供给ロ ；70 :第二气体供给喷嘴；72 :第二气体供给ロ ；78 :气体流量控制部；80 :第四气体供给喷嘴；80A :第一气体供给管；80B :流路(第一热交换部)；80C :第二气体供给管；82 :第四气体供给ロ ；90:第一气体排气ロ ；98:压カ控制部；102 :密封盖；104 :旋转机构；106 :旋转轴；108 :驱动控制部；110 :加载互锁室；112 :下基板；114 :升降台；116 :导向轴；118 滚珠丝杠；120 :上基板；122 升降电动机；124 :升降轴；128 :波纹管；130 :升降基板；132 :驱动部罩；134 :驱动部收纳箱；135 :冷却机构；138 :电缆；140 :冷却水流路；142 :冷却水配管；150 :主控制部；152 :控制器；200 气体供给单元;210 :气体供给源；211 =MFC ；212 :阀；214 =APC阀；222 :第一气体管线；230 气体排气管；260 :第二气体管线；300 :构造物；340 :气体逃逸部；341A :顶板(气体逃逸部);341B :底板(气体逃逸部);342 :隔热板(气体逃逸部);343 :支柱(气体逃逸部);345 :调节块；360 :第三气体供给ロ ；390 :第二气体排气ロ。具体实施方式以下，參照附图对本专利技术的实施方式进行说明。在以下的实施方式中，通过在作为衬底处理装置的一例的SiC外延生长装置中的、在高度方向上并列SiC晶片的、所谓批处理式纵型SiC外延生长装置进行说明。此外，通过采用批处理式纵型SiC外延生长装置，一次能够处理的SiC晶片的数量增多，提高了生产能力。<第一实施方式X整体结构>首先，根据图1，对本专利技术的第一实施方式的对SiC外延膜进行成膜的衬底处理装置以及作为半导体器件的制造エ序之一的、对SiC外延膜进行成膜的衬底的制造方法进行说明。作为衬底处理装置(成膜装置)的半导体制造装置10，为批处理式纵型热处理装置，具有配置有主要部分的框体12。在所述半导体制造装置10中，作为收纳例如由SiC等构成的作为衬底的晶片14(參照图2)的衬底收容器，使用晶篮(以下，称为晶片盒)16作为晶片载具。在所述框体12的正面侧配置有晶片盒台18，晶片盒16被搬运至该晶片盒台18。在晶片盒16中收纳有例如25张晶片14，晶片盒16在盖关闭的状态下被设置于所述晶片盒台18上。在所述框体12内的正面且在与所述晶片盒台18相対的位置上，配置有晶片盒搬运装置20。另外，在该晶片盒搬运装置20附近配置有晶片盒收纳架22、晶片盒开启器24及衬底张数检测器26。所述晶片盒收纳架22配置在所述晶片盒开启器24的上方，并构成为以载置多个晶片盒16的状态保持晶片盒16。所述衬底张数检测器26与所述晶片盒开启器24相邻地配置，所述晶片盒搬运装置20在所述晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.28 JP 2011-042362;2012.02.06 JP 2012-023301.ー种衬底处理装置，具有 反应室，用于处理多个衬底； 舟皿，用于保持所述多个衬底； 气体供给喷嘴，具有用于向所述多个衬底供给成膜气体的气体供给ロ ； 排气ロ，用于使供给到所述反应室内的所述成膜气体排出； 热交换部，设于所述反应室的下部，并定义了第二流路，所述第二流路比由所述反应室的内壁和所述舟皿定义的第一流路窄；以及 气体逃逸部，与设于所述舟皿上的所述多个衬底中的最下部衬底相比设置在下方，并具有定义所述最下部衬底和所述热交換部之间的空间的多根支柱。2.如权利要求I所述的衬底处理装置，其特征在干， 所述气体逃逸部还具有第一隔热板，所述第一隔热板被设置成与所述多个衬底的各个表面平行。3.如权利要求I所述的衬底处理装置，其特征在干， 所述热交换部具有 筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和 筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置， 所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间， 所述第一热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高。4.如权利要求3所述的衬底处理装置，其特征在干， 所述热交换部还具有第二热交换部，所述第二热交换部在所述气体供给喷嘴的下方沿着所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分并与所述舟皿隔热部分离地设置， 所述第一热交换部与所述气体供给喷嘴隔着所述舟皿而配置在所述第二热交换部的相反侧， 所述第二热交换部的上端比所述舟皿隔热部的上端高。5.如权利要求I所述的衬底处理装置，其特征在干， 所述热交换部具有 筒状的舟皿隔热部，设于所述舟皿的下方；和 筒状的第一热交换部，以包围所述舟皿隔热部的侧面的至少一部分的方式与所述舟皿隔热部分离地设置， 所述气体逃逸部设置在所述舟皿隔热部与所述舟皿之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：原大介，佐佐木隆史，山口天和，伊藤刚，福田正直，平松宏明，西堂周平，
申请(专利权)人：株式会社日立国际电气，
类型：发明
国别省市：