特許 5669512 成膜装置と成膜装置用の支持台

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5669512

(24)【登録日】2014年12月26日

(45)【発行日】2015年2月12日

(54)【発明の名称】成膜装置と成膜装置用の支持台

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20150122BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20150122BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

   H01L21/205

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2010-229646(P2010-229646)

(22)【出願日】2010年10月12日

(65)【公開番号】特開2012-84691(P2012-84691A)

(43)【公開日】2012年4月26日

【審査請求日】2013年7月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】特許業務法人快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 孝浩

(72)【発明者】

【氏名】長井 健一郎

(72)【発明者】

【氏名】中嶋 健次

【審査官】 谷治 和文

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０７０９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２７９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５０６８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３０３１１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６３２９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウエハの表面に膜を成長させる際にウエハが載置される支持台であって、
ウエハが載置される載置部材と、載置部材に対して移動可能であり、ウエハを搬送する可動部材を備えており、
載置部材は、貫通孔と、第１支持面を備えており、
可動部材は、前記貫通孔内に収容される下部位置と、下部位置よりも上方の上部位置との間で移動可能であり、
第１支持面は、貫通孔の可動部材が収容される領域の周囲に形成されており、ウエハが載置されるときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持し、
可動部材は、ウエハを搬送するときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持する第２支持面と、第２支持面よりも内周側の領域全域に形成されており、第２支持面よりも下側に位置する上面を備えており、
第２支持面は、第１支持面の内周端よりも外周側に位置しており、
上部位置では、第２支持面が第１支持面より上側に位置し、下部位置では、第２支持面が第１支持面と同じ高さまたは第１支持面より下側に位置し、
第１支持面に支持されたウエハを平面視したときに、可動部材全体がウエハと重なる範囲内に位置する、
ことを特徴とする支持台。

【請求項2】

可動部材の前記上面は、ウエハが第１支持面に支持されたときにウエハの裏面に対して間隔を空けた位置でウエハの裏面に対して平行に伸びることを特徴とする請求項１に記載の支持台。

【請求項3】

第２支持面が、内周側ほど下側に変位する傾斜面であることを特徴とする請求項１または２に記載の支持台。

【請求項4】

請求項１〜３の何れか一項に記載の支持台と、ウエハを搬送する搬送手段を備えた成膜装置であって、
搬送手段は、ウエハを搬送するときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持する第３支持面を備えており、
搬送手段は、可動部材が上部位置にあるときに、第２支持面と第３支持面とが干渉しない態様で、可動部材との間でウエハを受け渡すことを特徴とする成膜装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウエハの表面に膜を成長させる際にウエハが載置される支持台に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ウエハの表面に膜を成長させる際にウエハが載置される支持台が開示されている。この支持台は、ウエハが載置される載置部材（アウターサセプタ）と、ウエハを載置部材に搬送する可動部材（インナーサセプタ）を備えている。載置部材は、ウエハが載置されるときに、ウエハの裏面の外周部と接触する支持面を備えている。可動部材は、支持面より上側の上部位置と支持面より下側の下部位置との間を移動可能とされている。可動部材の上面には、凸部が形成されている。凸部の端面は、ウエハを搬送するときに、ウエハの裏面の内周部（支持面が接触する位置より内周側の部分）と接触する。この支持台上にウエハを載置する際には、最初に、可動部材を上部位置に移動させる。次に、可動部材上にウエハを載置する。このときには、凸部によってウエハの裏面の内周部が支持される。次に、可動部材を下側に移動させる。可動部材が下部位置（支持面より下側の位置）まで移動すると、ウエハの裏面の外周部が載置部材の支持面に支持されるとともに、可動部材がウエハから離れる。すなわち、ウエハが載置部材上に載置される。成膜後に支持台からウエハを取り出すときには、可動部材を上部位置まで移動させる。すると、載置部材上に載置されているウエハが可動部材によって持ち上げられる。可動部材が上部位置まで移動したら、搬送手段によってウエハを可動部材上から運び出す。

【0003】

また、特許文献２にも、成膜時にウエハが載置される支持台が開示されている。この支持台は、ウエハが載置される載置部材（支持エリア）と、ウエハを載置部材に搬送する可動部材（リフトリング）を備えている。載置部材は、ウエハを支持する支持面を備えている。可動部材は、支持面より上側の上部位置と支持面より下側の下部位置との間を移動可能とされている。可動部材は、ウエハを搬送するときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持する３つのリフト部片と、３つのリフト部片を連結する連結部を備えている。この支持台上にウエハを載置する際には、最初に、可動部材を上部位置に移動させる。次に、可動部材上にウエハを載置する。このときには、リフト部片によってウエハの裏面の外周部が支持される。次に、可動部材を下側に移動させる。可動部材が下部位置（支持面より下側の位置）まで移動すると、ウエハが載置部材の支持面に支持されるとともに、可動部材がウエハから離れる。すなわち、ウエハが載置部材上に載置される。成膜後に支持台からウエハを取り出すときには、可動部材を上部位置に移動させてウエハを持ち上げる。そして、搬送手段によってウエハを可動部材上から運び出す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−０７０９１５号

【特許文献2】特開２０００−１３８２８１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の支持台では、可動部材の凸部がウエハの裏面の内周部と接触できる位置に形成されている。このため、載置部材にウエハを載置すると、ウエハの内周部の下側に凸部が位置する。したがって、ウエハの内周部と可動部材の間の隙間の幅が、凸部が形成されている箇所では、凸部が形成されていない箇所よりも小さい。すなわち、支持台のうち凸部だけがウエハの内周部に接近している状態となる。ウエハ上に成膜する際には、ウエハが加熱される。このとき、ウエハの内周部に対して凸部が部分的に接近しているので、凸部の近傍でウエハ内の温度分布が不均一となる。このように温度分布が不均一となると、ウエハ上に膜が成長する速度が、凸部の近傍とその他の部分とで異なってしまう。この成膜速度の違いは、成長させる膜が薄い場合には、ほとんど問題とならない。しかしながら、近年では、膜厚が数μｍまたは数十μｍといった厚い膜の成長が行われている。厚い膜を成長させる場合には、成膜速度の差による膜厚の相違が顕著に生じ、好適な膜が得られないという問題が生じる。

【0006】

特許文献２の支持台では、可動部材のウエハを支持する部分（すなわち、リフト部片）が、ウエハの裏面の外周部と接触できる位置に形成されている。このため、載置部材にウエハを載置すると、ウエハの外周部の下側にリフト部片が位置する。このため、成膜時にウエハの外周部（リフト部片の近傍）において不均一な温度分布が生じるが、ウエハの外周部は半導体素子が形成されない領域であるので、特に問題は生じない。しかしながら、この支持台では、３つのリフト部片を連結する連結部が、ウエハに覆われない位置に形成されている。このため、成膜時に、ウエハ上だけでなく、連結部上にも膜が成長する。このように可動部材の一部に膜が成長しても、成長させる膜の厚さが薄い場合にはそれほど問題は生じない。しかしながら、上述した厚い膜を成長させる場合には、可動部材と載置部材の間に跨って膜が成長する場合がある。このため、その後に可動部材を移動させるときに、可動部材と載置部材の間に跨って成長した膜が粉砕されて、多量のパーティクルが発生する。

【0007】

本明細書では、成膜時に半導体ウエハの内周部の温度分布をより均一化することができるとともに、可動部材上への膜の成長を防止することができる支持台を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書が開示する支持台は、ウエハの表面に膜を成長させる際にウエハが載置される。この支持台は、ウエハが載置される載置部材と、載置部材に対して移動可能であり、ウエハを搬送する可動部材を備えている。載置部材は、貫通孔と、第１支持面を備えている。可動部材は、前記貫通孔内に収容される下部位置と、下部位置よりも上方の上部位置との間で移動可能である。第１支持面は、貫通孔の可動部材が収容される領域の周囲に形成されており、ウエハが載置されるときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持する。可動部材は、ウエハを搬送するときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持する第２支持面と、第２支持面よりも内周側の領域全域に形成されており、第２支持面よりも下側に位置する上面を備えている。第２支持面は、第１支持面の内周端よりも外周側に位置している。上部位置では、第２支持面が第１支持面より上側に位置し、下部位置では、第２支持面が第１支持面と同じ高さまたは第１支持面より下側に位置する。第１支持面に支持されたウエハを平面視したときに、可動部材全体がウエハと重なる範囲内に位置する。なお、上記の「第１支持面の内周端」とは、第１支持面によって半導体ウエハが支持されたときの半導体ウエハの内周側に位置する第１支持面の端部を意味する。また、上記の「外周側」とは、第１支持面によって半導体ウエハが支持されたときの半導体ウエハの外周側を意味する。

【0009】

この支持台にウエハを載置する際には、最初に、可動部材を上部位置に移動させる。次に、可動部材上にウエハを載置する。このとき、可動部材の第２支持面によって、ウエハの裏面の外周部が支持される。次に、可動部材を下部位置まで移動させる。すると、ウエハの裏面の外周部が載置部材の第１支持面に支持される。これによって、ウエハが載置部材上に載置され、載置部材上に載置されたウエハに対して成膜処理を行うことができる。成膜後に支持台からウエハを取り出すときには、可動部材を上部位置まで移動させる。すると、載置部材上に載置されているウエハが可動部材によって持ち上げられる。可動部材が上部位置まで移動したら、搬送手段によってウエハを可動部材上から運び出す。この支持台では、可動部材の第２支持面が、載置部材の第１支持面の内周端よりも外周側に位置している。したがって、ウエハが第１支持面上に載置されている状態において、第２支持面がウエハの内周部の下側に存在しない。このため、成膜時に第２支持面によってウエハの内周部の温度分布が乱されることが抑制される。このように、第２支持面が第１支持面の内周端よりも外周側に位置していることで、第２支持面がウエハの内周部の温度に与える影響を低減することができる。したがって、この支持台によれば、成膜時にウエハの内周部の温度分布が不均一となることを抑制することができ、厚い膜を好適に成長させることができる。また、この支持台では、第１支持面に支持されたウエハを平面視したときに、可動部材全体がウエハと重なる範囲内に位置する。すなわち、ウエハが第１支持面に支持されたときに、可動部材全体がウエハの陰に隠れる。したがって、可動部材上に膜が成長することを抑制することができる。このため、可動部材と載置部材に跨って膜が成長すること抑制することができる。

【0010】

上述した支持台の可動部の前記上面は、ウエハが第１支持面に支持されたときにウエハの裏面に対して間隔を空けた位置でウエハの裏面に対して平行に伸びることが好ましい。なお、上記の「内周側」とは、第１支持面によって半導体ウエハが支持されたときの半導体ウエハの内周側を意味する。

【0011】

このような構成によれば、支持台上にウエハが載置されたときに、ウエハの内周部と支持台との間の間隔が略一定となる。したがって、成膜時にウエハの内周部の温度分布をより均一化することができる。

【0012】

上述した支持台は、第２支持面が、内周側ほど下側に変位する傾斜面であることが好ましい。

【0013】

この様な構成によれば、可動部材の第２支持面でウエハを支持するときに、より安定してウエハを支持することができる。

【0014】

また、本明細書は、上述した何れかの支持台と搬送手段を備えた成膜装置を提供する。搬送手段は、ウエハを搬送するときに、ウエハの裏面の外周部と接触してウエハを支持する第３支持面を備えている。搬送手段は、可動部材が上部位置にあるときに、第２支持面と第３支持面とが干渉しない態様で、可動部材との間でウエハの受け渡しを行う。

【0015】

このような構成によれば、ウエハの内周部に接触することなく、搬送手段と支持台との間でウエハを受け渡すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施例の成膜装置１０の縦断面図。

【図2】ウエハステージ２０の上面図。

【図3】凸部３０が形成されていない箇所（図２のＡ−Ａ線）と、凸部３０が形成されている箇所（図２のＢ−Ｂ線）におけるウエハステージ２０の縦断面図。

【図4】実施例の成膜装置１０の縦断面図。

【図5】ロボットハンド９０上に載置された半導体ウエハ７０の平面図。

【発明を実施するための形態】

【実施例】

【0017】

図１に示す成膜装置１０は、シリコンからなる半導体ウエハ７０の表面にシリコン膜をエピタキシャル成長させる。図１に示すように、成膜装置１０は、チャンバ１２を備えている。チャンバ１２の底面には、排気管１４が接続されている。排気管１４の他端は、図示しない排気ポンプに接続されている。排気ポンプを作動させることで、チャンバ１２内のガスをチャンバ１２外へ排気することができる。チャンバ１２の最上部には、シャワーヘッド１６が設置されている。シャワーヘッド１６は、チャンバ１２内に連通する多数の噴射孔を備えている。シャワーヘッド１６には、原料ガス供給管１８が接続されている。原料ガス供給管１８から、シャワーヘッド１６に、シリコン膜の原料となる原料ガスが供給される。シャワーヘッド１６は、供給された原料ガスを、噴射孔からチャンバ１２内に噴射する。

【0018】

チャンバ１２内には、ウエハステージ２０が設置されている。ウエハステージ２０上には、成膜時に半導体ウエハ７０が載置される。ウエハステージ２０は、サセプタ２２と、サセプタ２２を支持するサセプタ支持部材２４を備えている。サセプタ支持部材２４は、筒状の部材である。サセプタ支持部材２４の下部には、直径が小さい軸部２４ａが形成されている。チャンバ１２の底部には、軸受部２８が形成されている。軸部２４ａは軸受部２８に挿入されている。これによって、サセプタ支持部材２４は、中心軸２４ｂの回りに回転可能にチャンバ１２に取り付けられている。サセプタ支持部材２４は、図示しない駆動装置によって回転させることができる。サセプタ２２は、サセプタ支持部材２４の最上部に取り付けられている。サセプタ２２は、サセプタ支持部材２４と共に回転する。

【0019】

図１、２に示すように、サセプタ２２は、内側サセプタ３０と外側サセプタ４０を備えている。図２に示すようにウエハステージ２０を上側から平面視した状態において、内側サセプタ３０と外側サセプタ４０は略円形の外形を備えている。但し、内側サセプタ３０には、円形の部分から外周側に突出する凸部３２が３つ形成されている。内側サセプタ３０の中心軸と外側サセプタ４０の中心軸は、サセプタ支持部材２４の中心軸２４ｂと略一致している。３つの凸部３２は、中心軸２４ｂの回りに所定の等角度間隔で配置されている。外側サセプタ４０には、外側サセプタ４０の上面から下面に連通する貫通孔４８が中心軸２４ｂに沿って形成されている。内側サセプタ３０は外側サセプタ４０の貫通孔４８内に配置されている。

【0020】

図３（ａ）に示すように、凸部３２が形成されていない部分において、外側サセプタ４０の貫通孔４８の内面は段差状に形成されている。この段差によって、外側サセプタ４０には、外周壁４２と、ウエハ支持面４４と、内側サセプタ支持面４６が形成されている。外周壁４２は、外側サセプタ４０の最外周部に形成されており、ウエハ支持面４４から上側に突出している。ウエハ支持面４４は、外周壁４２の内周側に形成されている。ウエハ支持面４４は、略水平に伸びる平面であり、外側サセプタ４０に半導体ウエハ７０が載置されたときに半導体ウエハ７０を支持する。内側サセプタ支持面４６は、ウエハ支持面４４の内周側に形成されている。内側サセプタ支持面４６は、ウエハ支持面４４よりも下側に位置している。また、図３（ｂ）に示すように、凸部３２が形成されている部分では、内側サセプタ支持面４６を外周側に拡大した拡大支持面４６ａが形成されている。

【0021】

図３に示すように、内側サセプタ３０は、貫通孔４８内に収容されており、内側サセプタ支持面４６上に載置されている。内側サセプタ３０の外形は、貫通孔４８に沿う形状に形成されている。各凸部３２は、拡大支持面４６ａ上に配置されている。各凸部３２の上面３４は、内側サセプタ３０の他の部分の上面３６よりも上側に突出している。各凸部３２の上面３４は、内側サセプタ３０で半導体ウエハ７０を搬送するときに半導体ウエハ７０を支持するウエハ支持面である。図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、ウエハ支持面３４の内周端３４ａは、ウエハ支持面４４の内周端４４ａよりも外周側に位置している。また、ウエハ支持面３４の外周端３４ｂは、半導体ウエハ７０がウエハ支持面４４上に載置されたときに、半導体ウエハ７０の外周端７０ａよりも内周側に位置する。すなわち、ウエハ支持面３４の全体が、図３に示す幅Ｗの範囲内に位置している。ウエハ支持面３４の外周端３４ｂがウエハ支持面４４上に載置された半導体ウエハ７０の外周端７０ａよりも内周側に位置するので、この半導体ウエハ７０を平面視したときに、内側サセプタ３０全体が半導体ウエハ７０と重なる。ウエハ支持面３４は、外周端３４ｂから内周端３４ａに向かうほど下側に変位するように僅かに傾斜している。ウエハ支持面３４の外周端３４ｂ（最も上側に位置する部分）は、ウエハ支持面４４よりも僅かに下側に位置している。内側サセプタ３０の上面３６（凸部３２のウエハ支持面３４を除いた部分の上面）は、略水平な平面に形成されている。

【0022】

図１に示すように、ウエハステージ２０には、内部空間５０が形成されている。内部空間５０は、サセプタ２２の下側に形成されている。内部空間５０内には、ヒータ５２と複数のリフトピン５４が設置されている。ヒータ５２は、サセプタ２２を介して、サセプタ２２上に載置されている半導体ウエハ７０を加熱する。各リフトピン５４は、図１に示す位置から上方に移動することができる。各リフトピン５４が上方に移動すると、各リフトピン５４の先端が内側サセプタ３０の裏面に当接する。各リフトピン５４は、内側サセプタ３０を安定して支持できる数だけ設置されている。したがって、各リフトピン５４が内側サセプタ３０に当接する位置からさらに上方に移動すると、図４に示すように、各リフトピン５４によって内側サセプタ３０が外側サセプタ４０から持ち上げられる。これによって、半導体ウエハ７０を上方に搬送することができる。この状態では、半導体ウエハ７０の外周部が、内側サセプタ３０のウエハ支持面３４によって支持される。

【0023】

次に、成膜装置１０の動作について説明する。最初に、ウエハステージ２０上に半導体ウエハ７０を載置する際の成膜装置１０の動作について説明する。ウエハステージ２０上に半導体ウエハ７０を載置する際には、最初に、ロボットハンドによって半導体ウエハ７０がチャンバ１２内に搬入される。このとき、図５に示すように、ロボットハンド９０は、半導体ウエハ７０の裏面の外周部と部分的に接触することで、半導体ウエハ７０を支持している。ロボットハンド９０は、ウエハステージ２０の直上まで半導体ウエハ７０を移動させる。図５には、ウエハステージ２０の直上に半導体ウエハ７０を移動させたときの、内側サセプタ３０とロボットハンド９０の水平方向の位置関係が示されている。図示するように、内側サセプタ３０は、半導体ウエハ７０と重なるように配置されている。また、ロボットハンド９０と内側サセプタ３０は、互いに重ならないように配置されている。

【0024】

次に、リフトピン５４が上方に移動し、内側サセプタ３０が外側サセプタ４０から持ち上げられる。図４に示すように、内側サセプタ３０は、ロボットハンド９０より上側に持ち上げられる。これによって、半導体ウエハ７０が内側サセプタ３０によって持ち上げられ、半導体ウエハ７０がロボットハンド９０から離れる。このとき、内側サセプタ３０の３つのウエハ支持面３４が、半導体ウエハ７０と接触する。各ウエハ支持面３４は、半導体ウエハ７０の裏面の外周部と接触する。これによって、半導体ウエハ７０が支持される。なお、図５に示すように、ロボットハンド９０は内側サセプタ３０と重ならないように配置されているので、ロボットハンド９０と内側サセプタ３０が干渉することはない。また、ウエハ支持面３４が、内側サセプタ３０の上面３６よりも上側に突出しているので、内側サセプタ３０の上面３６と半導体ウエハ７０の間には微小な隙間が形成される。すなわち、内側サセプタ３０の上面３６は、半導体ウエハ７０と接触しない。一般に、半導体ウエハを平面上に載置しようとすると、半導体ウエハと平面との間に空気層が形成されて、半導体ウエハが横滑りする。内側サセプタ３０は、３つのウエハ支持面３４でのみ半導体ウエハ７０と接触するので、半導体ウエハ７０の横滑りが抑制される。また、上述したように、３つのウエハ支持面３４は、内周側ほど下側に変位するように傾斜している。これによっても、半導体ウエハ７０の横滑りが抑制されている。内側サセプタ３０が半導体ウエハ７０を持ち上げたら、図５の矢印に示す方向にロボットハンド９０を退避させる。次に、リフトピン５４を元の位置まで下降させ、内側サセプタ３０を図１に示す位置まで下降させる。図３に示すように、半導体ウエハ７０の直径は、外側サセプタ４０の外周壁４２の内径より小さく、ウエハ支持面４４の内径（内周端４４ａが描く円の直径）よりも大きい。したがって、内側サセプタ３０を図１に示す位置まで下降させると、半導体ウエハ７０がウエハ支持面４４上に載置される。このとき、半導体ウエハ７０の裏面の外周部が、ウエハ支持面４４と接触する。また、図３（ｂ）に示すように、内側サセプタ３０のウエハ支持面３４は外側サセプタ４０のウエハ支持面４４よりも下側に位置するので、内側サセプタ３０は半導体ウエハ７０に対して非接触となる。

【0025】

次に、成膜時における成膜装置１０の動作について説明する。成膜時には、排気管１４によってチャンバ１２内のガスがチャンバ１２外に排出されるとともに、シャワーヘッド１６からチャンバ１２内に原料ガスが供給される。供給された原料ガスは、チャンバ１２内を通って排気管１４へ流れる。また、図示しない駆動装置によって、ウエハステージ２０が中心軸２４ｂ回りに回転される。これによって、チャンバ１２内の原料ガスが、半導体ウエハ７０の表面に沿って流れる。また、ヒータ５２によって、半導体ウエハ７０が加熱される。これによって、半導体ウエハ７０の表面において、原料ガスが反応し、半導体ウエハ７０の表面に膜がエピタキシャル成長する。

【0026】

ウエハステージ２０の上面のうち、ウエハ支持面４４より内周側の領域全域には、ウエハ支持面４４よりも下側に位置する内側サセプタ３０の上面３６が形成されている。半導体ウエハ７０がウエハ支持面４４上に載置されると、半導体ウエハ７０の裏面の外周部のみがウエハ支持面４４と接触し、半導体ウエハ７０の裏面の内周部はウエハステージ２０と接触しない。内側サセプタ３０の上面３６は、略水平な平面である。したがって、ウエハ支持面４４上に半導体ウエハ７０が載置されると、半導体ウエハ７０の裏面の内周部と内側サセプタ３０の上面３６との間に、幅が略一定である隙間が形成される。このように、半導体ウエハ７０の裏面の内周部と内側サセプタ３０の上面３６との間の間隔が一定となるので、半導体ウエハ７０の内周部を均一に加熱することができる。したがって、半導体素子が形成される半導体ウエハ７０の内周部の上面に、均一に膜を成長させることができる。したがって、この成膜装置１０によれば、欠陥が少ない高品質な厚い膜を形成することができる。また、半導体ウエハ７０の裏面の外周部は、略全周に亘ってウエハ支持面４４と接触しているが、内側サセプタ３０の凸部３２上の箇所ではウエハ支持面３４に対して非接触となっている。したがって、凸部３２上で半導体ウエハ７０の温度分布が不均一となり、凸部３２上の半導体ウエハ７０の表面に成長する膜の厚さが不均一となる場合がある。しかしながら、半導体ウエハ７０の外周部には半導体素子が形成されないので、膜厚の不均一による不具合は生じない。また、内側サセプタ３０のウエハ支持面３４は、外側サセプタ４０のウエハ支持面４４より下側に位置しているが、ウエハ支持面３４とウエハ支持面４４との上下方向の位置の差は僅かである。したがって、半導体ウエハ７０の外周部でも、それほど温度分布は不均一とはならない。

【0027】

また、成膜時には、ウエハステージ２０上にも膜が成長する。外側サセプタ４０と内側サセプタ３０の間に跨って膜が成長すると、パーティクルの問題等が生じる。しかしながら、成膜装置１０では、半導体ウエハ７０が外側サセプタ４０上に載置されている状態において、内側サセプタ３０の全体が半導体ウエハ７０の下側に位置する。すなわち、半導体ウエハ７０によって、内側サセプタ３０の全体が覆われる。このため、内側サセプタ３０の表面に膜が成長することが抑制される。したがって、この成膜装置１０では、外側サセプタ４０と内側サセプタ３０の間に跨って膜が成長することが抑制される。

【0028】

また、半導体ウエハ７０の裏面の外周部は、凸部３２が形成されている箇所を除いて、略全周においてウエハ支持面４４と接触している。これによって、原料ガスが半導体ウエハ７０の裏面側にまわり込むことが抑制されている。

【0029】

次に、成膜後にチャンバ１２から半導体ウエハ７０を搬出する際の動作について説明する。半導体ウエハ７０を搬出する際には、図４に示す位置までリフトピン５４を上昇させて、内側サセプタ３０と半導体ウエハ７０を持ち上げる。次に、図４に示す位置にロボットハンド９０を移動させ、リフトピン５４を下降させる。これによって、ロボットハンド９０上に半導体ウエハ７０を載置する。次に、ロボットハンド９０によって、半導体ウエハ７０をチャンバ１２の外に搬出する。また、リフトピン５４は、図１に示すように、内側サセプタ３０が外側サセプタ４０内に収容される位置まで下降させる。

【0030】

以上に説明したように、実施例の成膜装置１０によれば、厚い膜を好適に成長させることができる。

【0031】

なお、上述した実施例では、ウエハ支持面３４がウエハ支持面４４より下側に位置していたが、ウエハ支持面３４がウエハ支持面４４と同じ高さに形成されていてもよい。このような構成によれば、ウエハ支持面４４上に半導体ウエハ７０が載置されたときに、ウエハ支持面３４が半導体ウエハ７０と接触する。このため、半導体ウエハ７０の外周部における温度分布をより均一化することができるとともに、原料ガスが半導体ウエハ７０の裏面側にまわり込むことをより抑制することができる。

【0032】

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

【符号の説明】

【0033】

１０：成膜装置
１２：チャンバ
１４：排気管
１６：シャワーヘッド
１８：原料ガス供給管
２０：ウエハステージ
２２：サセプタ
２４：サセプタ支持部材
３０：内側サセプタ
３２：凸部
３４：ウエハ支持面
４０：外側サセプタ
４２：外周壁
４４：ウエハ支持面
４６：内側サセプタ支持面
４８：貫通孔
５２：ヒータ
５４：リフトピン
７０：半導体ウエハ
９０：ロボットハンド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】