ＣＶＤ装置
【課題】膜上に付着し又は膜中に埋没したＳｉＣパーティクル等が低減されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することができるＣＶＤ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係るＣＶＤ装置は、ウェハを水平に載置するウェハ載置部材と、該ウェハ載置部材に対向してその上方に配置する加熱部材と、該加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、前記加熱部材と前記ウェハ載置部材との間に前記加熱部材に近接して配置して気相中から前記加熱部材へのガスの堆積を遮る遮蔽部材と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】本発明に係るＣＶＤ装置は、ウェハを水平に載置するウェハ載置部材と、該ウェハ載置部材に対向してその上方に配置する加熱部材と、該加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、前記加熱部材と前記ウェハ載置部材との間に前記加熱部材に近接して配置して気相中から前記加熱部材へのガスの堆積を遮る遮蔽部材と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ上に成膜するＣＶＤ装置に関し、特に、水平に載置されたウェハに対向してその上方に配置し、熱輻射によってウェハを加熱する熱輻射部材を備えたＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に対してバンドギャップが大きな半導体であり、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。ＳｉＣの基板としては昇華法等で作製したバルク結晶から加工したＳｉＣ単結晶ウェハを用い、通常、この上に化学的気相成長によってＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となるＳｉＣエピタキシャル膜を成長させてＳｉＣエピタキシャルウェハを製造する。
【０００３】
ＳｉＣエピタキシャルの成長に際して、基板であるＳｉＣ単結晶ウェハを高温に加熱・保持する必要がある。この加熱・保持の方法として主に、ウェハを水平に載置するウェハ載置台から直接加熱すると共に、ウェハ載置台に対向してその上方に配置する加熱部材からの熱輻射によって加熱する方法が用いられている（特許文献１、非特許文献１、２）。熱輻射部材（加熱部材）としては高周波コイルによる高周波誘導加熱によって加熱されるものが一般的であり、高周波誘導加熱に適したカーボン製のものが通常用いられる。
【０００４】
ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜中、ＳｉＣ膜はＳｉＣウェハ上だけでなく、熱輻射部材上にも形成されてしまう。そして、量産型のＣＶＤ装置において成膜を繰り返すと、熱輻射部材上に堆積したＳｉＣ膜が剥がれて、ウェハ上若しくはＳｉＣエピタキシャル膜上に落下してしまうことがある。こうして落下したＳｉＣ膜の微小破片（以下、エピタキシャル膜上に付着したものを「パーティクル」といい、エピタキシャル膜中に埋め込まれたものを「ダウンフォール」という。）が、エピタキシャル膜上に付着し、また、エピタキシャル膜に埋没して膜質を低下させることになる。かかる問題は、成膜を繰り返す量産においては特に顕在化する。ＳｉＣエピタキシャルウェハの歩留り向上には、かかるＳｉＣパーティクル等の低減が不可欠である。
【０００５】
かかるＳｉＣパーティクル等の低減に対して、特許文献２では、ウェハの上にウェハをカバーするカバープレートを配置して、ＳｉＣパーティクル等がウェハ若しくはＳｉＣエピタキシャル膜に落下するのを防止する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５０７８９７号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４１６２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Materials Science Forum Vols. 483-485 (2005) pp141-146
【非特許文献２】Materials Science Forum Vols. 556-557 (2007) pp57-60
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された方法によって、ウェハ上若しくはその上に成長したＳｉＣエピタキシャル膜に落下するＳｉＣパーティクル等を低減することはできるが、熱輻射部材にＳｉＣ膜が成長してしまうことは回避できない。そのため、熱輻射部材のクリーニングが必要となり、この場合、装置の稼働率が低下してしまう。また、ＳｉＣ膜の剥がれを抑制するために、熱輻射部材をカーボンよりＳｉＣの付着性が高い材料で被覆した場合、カーボンとその被覆材料との熱膨張率の差により、熱輻射部材の加熱・冷却が繰り返されるうちに、熱輻射部材及び／又はその被覆膜が割れてしまうという問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、膜上に付着したパーティクル、又は膜中に埋没したダウンフォール等が低減されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）ウェハを水平に載置するウェハ載置部材と、該ウェハ載置部材に対向してその上方に配置する加熱部材と、該加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、前記加熱部材と前記ウェハ載置部材との間に前記加熱部材に近接して配置して気相中から前記加熱部材へのガスの堆積を遮る遮蔽部材と、を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
ここで、加熱部材としては高周波誘導加熱によって加熱されるものに限らない。すなわち、加熱部材が加熱される方法は限定されない。
また、「近接して配置」とは、接触させた配置とすると、遮蔽部材と加熱部材との材料の熱膨張率の差によってそれらの部材にクラックが入ったり、割れてしまうおそれがあり、また、接触面の平坦性が十分ではない場合には、加熱部材から遮蔽部材への熱伝達に面方向のむらが生じ、その結果、ウェハの加熱も不均一になってしまうおそれがあるので、離間して配置する必要があり、他方、大きな距離を離間して配置すると、気相からのガスが加熱部材へ回り込んでしまうことになる。そこで、それを回避するためにできるだけ近くに配置するという意味である。この離間距離は具体的なＣＶＤ装置の構成に依存するため、数値で具体的に特定することは困難であるため、「近接して配置」と記載したが、当業者であれば、本発明の技術的意義を勘案して、具体的な構成に合わせて適切な離間距離（図１の符号ｄ１）を設定することができるが、例えば、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度である。
（２）さらに、前記遮蔽部材の周縁部が載置される載置部を装置の内壁から突起して備えることを特徴とする前項（１）に記載のＣＶＤ装置。
（３）前記遮蔽部材が複数に分割されてなることを特徴とする前項（１）又は（２）のいずれに記載の炭化珪素膜のＣＶＤ装置。
（４）前記遮蔽部材が２つに分割されてなることを特徴とする前項（３）に記載の炭化珪素膜のＣＶＤ装置。
（５）前記遮蔽部材が炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化ガリウムのいずれかからなることを特徴とする前項（１）から（４）のいずれか一項に記載の炭化珪素膜のＣＶＤ装置。
（６）前記遮蔽部材の厚さが前記加熱部材の厚さよりも薄いことを特徴とする前項（１）から（５）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（７）前記遮蔽部材の厚さが２〜６ｍｍであることを特徴とする前項（１）から（６）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（８）前記遮蔽部材の外周部の角が面取りされていることを特徴とする前項（１）から（７）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（９）前記遮蔽部材は前記装置の内壁から離間して配置され、前記遮蔽部材の外周側面と前記装置の内壁との水平方向の離間距離が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする前項（２）から（８）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（１０）前記加熱部材がその中央部に有する開口部と前記遮蔽部材がその中央部に有する前記開口部とを貫通するガス供給管をさらに備え、前記遮蔽部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離が、前記加熱部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離よりも大きいことを特徴とする前項（１）から（９）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（１１）前記加熱部材がその下面の内周部から、前記遮蔽部材の開口部の内壁と前記ガス供給管の外壁との間に突き出た突起部を備えたことを特徴とする前項（１０）に記載のＣＶＤ装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＣＶＤ装置は加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなる遮蔽部材を備える構成なので、気相中から遮蔽部材に膜材料（例えば、ＳｉＣ）が堆積しても加熱部材よりも膜（ＳｉＣ膜）が剥がれにくいので、落下してエピタキシャル膜上に付着し又は膜中に埋め込まれる膜材料パーティクル等が低減して、エピタキシャル単結晶（ウェハ）の品質が向上する。
本発明のＣＶＤ装置は気相中から加熱部材へのガスの堆積が著しく低減するので、ガスの堆積に起因した加熱部材の交換をなくすことができ、加熱部材の交換は主に加熱・冷却に起因した劣化の場合だけで済む。
遮蔽部材を定期的に交換する必要がある点は従来と同じであるが、遮蔽部材は気相中から堆積するＳｉＣの付着性がカーボン製加熱部材よりも高いので、遮蔽部材の交換の頻度はカーボン製加熱部材の場合よりも少なくて済み、装置の稼働率が向上する。
【００１２】
本発明のＣＶＤ装置がさらに、遮蔽部材の周縁部が載置される載置部を装置の内壁から突起して備える載置部を備え、遮蔽部材の周縁部が載置部に載置される構成とすることにより、遮蔽部材の設置及び交換を容易にかつ安全に行うことができる。
【００１３】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材が複数例えば、２つに分割されてなる構成とすることにより、遮蔽部材の設置及び交換を容易にかつ安全に行うことができる。
【００１４】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材が炭化珪素からなる構成とすることにより、気相中から遮蔽部材にＳｉＣ膜が堆積しても加熱部材よりもＳｉＣ膜が剥がれにくいので、落下してＳｉＣエピタキシャル膜上に付着し又は膜中に埋め込まれるＳｉＣパーティクル等が低減して、エピタキシャル単結晶（ウェハ）の品質が向上する。また、遮蔽部材が窒化アルミニウム又は窒化ガリウムのいずれかからなる構成の場合にも同様の効果を有する。
【００１５】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材の厚さが加熱部材の厚さよりも薄い構成とすることにより、遮蔽部材と加熱部材とが同じ材質の場合でも熱歪みが小さいために遮蔽部材は割れにくくなる。
【００１６】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材の厚さが２〜６ｍｍである構成とすることにより、遮蔽部材が割れるのが防止される。２ｍｍより薄いと撓り過ぎて割れてしまい、また、６ｍｍより厚くても割れてしまうからである。
【００１７】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材の外周部の角が面取りされている構成とすることにより、遮蔽部材が割れるのを防止できる。
【００１８】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材は装置の内壁から離間して配置され、遮蔽部材の外周側面と装置の内壁との水平方向の離間距離が１．０〜３．０ｍｍである構成とすることにより、熱膨張によって遮蔽部材の外周側面が装置の内壁に当たって遮蔽部材が割れるのを防止できる。
【００１９】
本発明のＣＶＤ装置において、加熱部材がその中央部に有する開口部と遮蔽部材がその中央部に有する前記開口部とを貫通するガス供給管をさらに備え、遮蔽部材の開口部の内壁からガス供給管の外壁までの距離が、加熱部材の開口部の内壁からガス供給管の外壁までの距離よりも大きい構成とすることにより、遮蔽部材及び加熱部材はガス供給管からの冷却の影響を受けるが、遮蔽部材の方の冷却の影響を加熱部材よりも小さくして、加熱部材が割れないのに遮蔽部材が割れてしまうのを回避できる。
【００２０】
本発明のＣＶＤ装置において、加熱部材がその下面の内周部から、遮蔽部材の開口部の内壁とガス供給管の外壁との間に突き出た突起部を備えた構成とすることにより、遮蔽部材の開口部の内壁とガス供給管の外壁との間の隙間から、気相中の膜材料のガスが入り込んで加熱部材に堆積するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態において使用されるＣＶＤ装置を示す断面模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿ったＣＶＤ装置の下部側を示す斜視図である。
【図３】図１で示した遮蔽部材の周辺の拡大模式図である。
【図４】パーティクルサイズごとのそのパーティクル数を示すグラフである。
【図５】平均ダウンフォール（ＤＦ））密度を示すグラフであり、（ａ）遮蔽部材を備えた場合、（ｂ）遮蔽部材を備えない場合、である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した一実施形態であるＣＶＤ装置について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２３】
図１は本発明のＣＶＤ装置の一例を示す断面模式図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿ったＣＶＤ装置の下部側を示す斜視図であり、図３は図１で示した遮蔽部材の周辺の拡大模式図である。
【００２４】
ＣＶＤ装置１０１は、ウェハを水平に載置する複数のウェハ載置部材１０２ｂと、ウェハ載置部材１０２ｂに対向してその上方に配置する円盤状の加熱部材１０３と、加熱部材１０３の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、加熱部材１０３とウェハ載置部材１０２との間に加熱部材１０３に近接して配置して気相中から加熱部材１０３へのガスの堆積を遮る遮蔽部材１１０とを備え、さらに、遮蔽部材の周縁部が載置される載置部１１１が装置１０１の内壁１０１から突起して備えられている。
加熱部材１０３はその下方に備える突起部１１２を介して、ガス供給部１０５に固定された支持部材１１３に支持されている。
【００２５】
複数のウェハ載置部材１０２ｂは、円盤状のプラネタリ１０２上にその中央部を囲むように配置されている。円盤状のプラネタリ１０２の下面中央部には、公転用回転軸１０２ａが取り付けられている。各ウェハ載置部材１０２ｂには、図示しない自転用回転軸が取り付けられている。
【００２６】
また、ＣＶＤ装置１０１は、プラネタリ１０２と加熱部材１０３との間に設けられた反応室１０４と、加熱部材１０３がその中央部に有する開口部１０３ａと遮蔽部材１１０がその中央部に有する開口部１１０ｂとを貫通して反応室１０４内にガスを供給するガス供給部１０５と、プラネタリ１０２及び加熱部材１０３をそれぞれ加熱する高周波コイル１０６、１０７とを備えている。公転用回転軸１０２ａは、ガス供給部１０５の直下に配置されている。
【００２７】
この構成によって、ガス供給部１０５を中心軸にしてＳｉＣ単結晶ウェハをプラネタリ１０２によって公転させるとともに、ＳｉＣ単結晶ウェハの中心を軸にしてＳｉＣ単結晶ウェハ自体を載置部１０２ｂと共に自転させるようになっている。
【００２８】
このような炭化珪素膜のＣＶＤ装置においては、中心部に配置されたガス供給部１０５より冷たいガスが導入されることや、プラネタリ１０２の中心部には誘導加熱が加わりづらいことから、一般的に、中心部に近づくにつれてプラネタリ１０２の温度が低下しやすい。この影響を受けて、自転する載置部１０２ｂの外周部、すなわち載置部１０２ｂ上に設置されるＳｉＣ単結晶ウェハの外周部の温度が低下する。このため、一般的なプラネタリ型のエピタキシャル成長装置においては、設置されるＳｉＣ単結晶ウェハが、ウェハ中央部で温度が最も高く、ウェハ外周部にいくにつれて温度が低下する温度勾配を有することになる。このＳｉＣ単結晶ウェハの温度勾配は、エピタキシャル成長過程においてＳｉＣ単結晶ウェハの中央部に圧縮性のストレスを生じさせることとなる。
【００２９】
このＳｉＣ単結晶ウェハの温度勾配は、導入するガスの流量や、誘導加熱コイルの位置変更などによって変化するので、本実施形態では、ウェハ中央部で温度が最も低く、ウェハ外周部にいくにつれて温度が高くなる温度勾配を有するように、導入するガスの流量や、誘導加熱コイルの位置を調整することが望ましい。
【００３０】
遮蔽部材１１０は複数に分割されてなるのが好ましく、本実施形態では、図２に示すように、中央線で２分割された一対の部材１１０Ａ及び１１０Ｂからなる。この場合、一対の部材１１０Ａ及び１１０Ｂを一方づつ載置部１１１に載置することができ、また、交換時には載置部１１１から一方づつ取り外せばよいので、作業性が高く、載置や交換、メンテナンス時に破損させてしまうという事故が起こり難い。
【００３１】
遮蔽部材１１０は化学的気相成長（ＣＶＤ）法や焼結によって作製することができる。ＣＶＤ法で作製した方が材料の純度が高い遮蔽部材が作製できる。遮蔽部材１１０において炭化珪素が堆積する面は炭化珪素の付着性を高めるために、研磨等によって表面を粗面化しておくのが好ましい。遮蔽部材１１０は加熱部材１０３からの熱輻射を受けて加熱され、輻射熱を放出してウェハを加熱する必要があるので、高熱伝導性であるのが好ましい。
【００３２】
炭化珪素膜を成膜する場合を例にとって遮蔽部材１１０の機能を説明する。
遮蔽部材１１０の第１の機能としては、炭化珪素が堆積されやすいことが挙げられる。堆積した炭化珪素膜破片が遮蔽部材１１０から落下するのを防止するためである。
第２の機能としては、加熱部材への炭化珪素の堆積を遮ることが挙げられる。炭化珪素の堆積に起因した加熱部材の交換をできるだけ少なくするため、好ましくは交換不要とするためである。
第３の機能としては、加熱部材からの熱輻射を受け、さらに高周波コイルによる高周波誘導加熱によって加熱されて、輻射熱を放出することができることが挙げられる。加熱部材の加熱に代わってウェハを加熱するためである。
以上の機能に基づくと、炭化珪素膜を成膜する場合、遮蔽部材１１０は炭化珪素からなるのが好ましい。具体的には、炭化珪素をコーティングしたカーボン部材や単結晶や多結晶の炭化珪素からなるものが例として挙げられる。
【００３３】
遮蔽部材１１０は割れ防止の観点から、厚さが２〜６ｍｍであることが好ましい。遮蔽部材は割れやすく、２ｍｍより薄いと撓り過ぎて割れてしまい、６ｍｍより厚くても割れてしまうからである。
【００３４】
加熱部材が炭化珪素からなる場合には、加熱部材よりも部材の厚さが薄くすることにより、同じ材質でも熱歪に耐えられることができ、割れにくい。
【００３５】
遮蔽部材１１０は装置１０１の内壁１０１ａから離間して配置され、遮蔽部材１１０の外周側面１１０ｃと装置１０１の内壁１０１ａとの水平方向の離間距離ｄ２が１．０〜３．０ｍｍであるのが好ましい。遮蔽部材の熱膨張によってその外周側面１１０ｃが装置１０１の内壁１０１ａに達して割れるのを防止するためである。
例えば、遮蔽部材が炭化珪素からなる場合は１．０〜２．０ｍｍであるのが好ましい。
【００３６】
遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄからガス供給管１０５の外壁１０５ａまでの距離ｄ３が、加熱部材１０３の開口部１０３ａの内壁１０３ｂからガス供給管１０５の外壁１０５ａまでの距離ｄ４よりも大きいのが好ましい。
【００３７】
本実施形態では、図３に示すように、加熱部材１０３は、その下面１０３ｃの内周部１０３ｄから、遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄとガス供給管１０５の外壁１０５ａとの間に突き出た突起部１１２を備えている。突起部１１２は加熱部材１０３と一体に形成されていてもよいし、加熱部材１０３とは別部材であってもよい。突起部１１２は遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄに沿って配置するのが好ましい。尚、図１及び図３ではその一部の断面のみ図示している。
突起部１１２は遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄとガス供給管１０５の外壁１０５ａとの間の隙間から、気相中の膜材料のガスが入り込んで加熱部材に堆積するのを防止できる。
なお、本実施形態は突起部１１２を備えるが、備えない構成でも構わない。
【００３８】
加熱部材１０３はカーボンからなるものやカーボンをＴａＣ又はＳｉＣで被覆したものを用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例、比較例により本発明の効果を説明する。
【００４０】
（実施例１）
図１で示したＣＶＤ装置において、加熱部材はカーボンからなるもの、遮蔽部材はＣＶＤで作製したカーボンからなるものであり、図２で示した２分割ものであって炭化珪素からなるもの（直径：３５０ｍｍ、厚さ：５ｍｍ）を用いた。遮蔽部材は加熱部材から距離（ｄ１）１ｍｍ離間して配置した。また、遮蔽部材の外周側面と装置の内壁との水平方向の離間距離ｄ２は１．５ｍｍであり、遮蔽部材の開口部の内壁から突起部の外壁までの距離ｄ３は１．０ｍｍである。
４Ｈ型のＳｉＣ単結晶ウェハとしては、ｃ面（（０００１）面）が＜１１−２０＞方向に８°傾斜したＳｉ面を主面とする、直径３インチ（７５ｍｍ）のウェハを用意した。このウェハの厚みは３５０μｍであるものを用いた。
次に、ＳｉＣ単結晶ウェハに対して、前処理として有機溶剤洗浄及び酸・アルカリ洗浄及び十分な水洗を行った。
【００４１】
ＳｉＣ単結晶ウェハをウェハ載置部材上に水平に配置した後、真空排気を行った後に水素ガスを導入して２００ｍｂａｒの減圧雰囲気に調整した。その後、１６２０℃まで昇温し、厚さ１０μｍのＳｉＣエピタキシャル膜の成長を行った。
キャリアガスとしては水素を使用し、原料ガスとしてはＳｉＨ４とＣ３Ｈ８との混合ガスを用い、ドーパントとしてＮ２を供給した。成長速度は５μｍ／ｈとし、キャリア濃度は１×１０１６ｃｍ−３とした。
このようにして、実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板を作製した。
【００４２】
実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板について、表面に付着していた異物（パーティクル）数をパーティクルサイズごとに計測した結果（遮蔽部材ある場合）を図４に示す。
計測は、オリンパス社製のＭＸ５１顕微鏡と、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のカンデラ（Candela）を用いて、単結晶エピタキシャル表面全体でパーティクル数を数えて行った。
尚、グラフの見方について、例えば、パーティクルサイズ６０μmのパーティクル数とは、６０μmより大きく、その右隣のサイズである１００μｍまでのサイズのパーティクル数を示している。０．３μmについてはこれ以上のサイズのパーティクル数を示している。
また、図５に、実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板について、エピタキシャル膜中に埋め込まれた異物（ダウンフォール（ＤＦ））の密度を計測した結果を示す。
グラフ上の点は各サンプルのＤＦ密度を示している。
【００４３】
（比較例１）
比較例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板は、実施例１で用いた炭化珪素膜のＣＶＤ装置において、遮蔽部材を用いずに作製した点を除いて実施例１と同様の条件で行った。
作製した比較例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板について、パーティクルサイズごとにパーティクル数を計測した結果を図４に、また、ＤＦ密度を計測した結果を図５に示す。
【００４４】
（実施例１と比較例１を比較した結果）
図４において、１００μm以上のパーティクル数については違いが見られなかった。大きなパーティクルは真空装置（ＣＶＤ装置）の閉鎖・開放等において機械的振動に起因して落下してきた可能性がある。この点は後述する。
他方、６０μm以下のサイズのパーティクル数については、実施例１の場合は比較例１の場合と比較して半減程度となっている。この結果から、遮蔽部材を備えることによって、２倍程度の改善効果が得られることが確認できた。
【００４５】
図５において、実施例１の平均ＤＦ密度は１．０個／ｃｍ２以下であるのに対して、比較例１の平均ＤＦ密度は３．０個／ｃｍ２以上である。
この結果から、遮蔽部材を備えることによって、３倍以上の改善効果が得られることが確認できた。
【００４６】
図４の表面に付着したパーティクルは、エピタキシャルＳｉＣ単結晶基板の作製後それを取り出すまでの間に、基板の上方から落下してきたものであるのに対して、図５のエピタキシャル膜中に埋め込まれたダウンフォールは、エピタキシャル膜の成長中に落下してきたものである。
パーティクルもダウンフォールも発生原因は同じであるが、本発明の効果が、平均ＤＦ密度については３倍以上であったのに対して、パーティクル数については２倍程度に過ぎなかった。これは、実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板の作製直後は、パーティクル数は比較例１の１／３以下程度であったものであったが、その後、真空装置（ＣＶＤ装置）の開放等において機械的振動により遮蔽部材に堆積した炭化珪素膜の破片が剥がれてきてしまったものと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のＣＶＤ装置は、膜中及び膜表面に異物が低減された高品質のエピタキシャル単結晶基板の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０１ ＣＶＤ装置
１０２ｂ ウェハ載置部材
１０３ 加熱部材
１１０ 遮蔽部材
１１０ａ 周縁部
１１０Ａ、１１０Ｂ 遮蔽部材
１１１ 載置部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハ上に成膜するＣＶＤ装置に関し、特に、水平に載置されたウェハに対向してその上方に配置し、熱輻射によってウェハを加熱する熱輻射部材を備えたＣＶＤ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に対してバンドギャップが大きな半導体であり、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。ＳｉＣの基板としては昇華法等で作製したバルク結晶から加工したＳｉＣ単結晶ウェハを用い、通常、この上に化学的気相成長によってＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となるＳｉＣエピタキシャル膜を成長させてＳｉＣエピタキシャルウェハを製造する。
【０００３】
ＳｉＣエピタキシャルの成長に際して、基板であるＳｉＣ単結晶ウェハを高温に加熱・保持する必要がある。この加熱・保持の方法として主に、ウェハを水平に載置するウェハ載置台から直接加熱すると共に、ウェハ載置台に対向してその上方に配置する加熱部材からの熱輻射によって加熱する方法が用いられている（特許文献１、非特許文献１、２）。熱輻射部材（加熱部材）としては高周波コイルによる高周波誘導加熱によって加熱されるものが一般的であり、高周波誘導加熱に適したカーボン製のものが通常用いられる。
【０００４】
ＳｉＣエピタキシャル膜の成膜中、ＳｉＣ膜はＳｉＣウェハ上だけでなく、熱輻射部材上にも形成されてしまう。そして、量産型のＣＶＤ装置において成膜を繰り返すと、熱輻射部材上に堆積したＳｉＣ膜が剥がれて、ウェハ上若しくはＳｉＣエピタキシャル膜上に落下してしまうことがある。こうして落下したＳｉＣ膜の微小破片（以下、エピタキシャル膜上に付着したものを「パーティクル」といい、エピタキシャル膜中に埋め込まれたものを「ダウンフォール」という。）が、エピタキシャル膜上に付着し、また、エピタキシャル膜に埋没して膜質を低下させることになる。かかる問題は、成膜を繰り返す量産においては特に顕在化する。ＳｉＣエピタキシャルウェハの歩留り向上には、かかるＳｉＣパーティクル等の低減が不可欠である。
【０００５】
かかるＳｉＣパーティクル等の低減に対して、特許文献２では、ウェハの上にウェハをカバーするカバープレートを配置して、ＳｉＣパーティクル等がウェハ若しくはＳｉＣエピタキシャル膜に落下するのを防止する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００４−５０７８９７号公報
【特許文献２】特開２００９−１６４１６２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Materials Science Forum Vols. 483-485 (2005) pp141-146
【非特許文献２】Materials Science Forum Vols. 556-557 (2007) pp57-60
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に開示された方法によって、ウェハ上若しくはその上に成長したＳｉＣエピタキシャル膜に落下するＳｉＣパーティクル等を低減することはできるが、熱輻射部材にＳｉＣ膜が成長してしまうことは回避できない。そのため、熱輻射部材のクリーニングが必要となり、この場合、装置の稼働率が低下してしまう。また、ＳｉＣ膜の剥がれを抑制するために、熱輻射部材をカーボンよりＳｉＣの付着性が高い材料で被覆した場合、カーボンとその被覆材料との熱膨張率の差により、熱輻射部材の加熱・冷却が繰り返されるうちに、熱輻射部材及び／又はその被覆膜が割れてしまうという問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、膜上に付着したパーティクル、又は膜中に埋没したダウンフォール等が低減されたＳｉＣエピタキシャル膜を作製することができるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の手段を提供する。
（１）ウェハを水平に載置するウェハ載置部材と、該ウェハ載置部材に対向してその上方に配置する加熱部材と、該加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、前記加熱部材と前記ウェハ載置部材との間に前記加熱部材に近接して配置して気相中から前記加熱部材へのガスの堆積を遮る遮蔽部材と、を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
ここで、加熱部材としては高周波誘導加熱によって加熱されるものに限らない。すなわち、加熱部材が加熱される方法は限定されない。
また、「近接して配置」とは、接触させた配置とすると、遮蔽部材と加熱部材との材料の熱膨張率の差によってそれらの部材にクラックが入ったり、割れてしまうおそれがあり、また、接触面の平坦性が十分ではない場合には、加熱部材から遮蔽部材への熱伝達に面方向のむらが生じ、その結果、ウェハの加熱も不均一になってしまうおそれがあるので、離間して配置する必要があり、他方、大きな距離を離間して配置すると、気相からのガスが加熱部材へ回り込んでしまうことになる。そこで、それを回避するためにできるだけ近くに配置するという意味である。この離間距離は具体的なＣＶＤ装置の構成に依存するため、数値で具体的に特定することは困難であるため、「近接して配置」と記載したが、当業者であれば、本発明の技術的意義を勘案して、具体的な構成に合わせて適切な離間距離（図１の符号ｄ１）を設定することができるが、例えば、０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度である。
（２）さらに、前記遮蔽部材の周縁部が載置される載置部を装置の内壁から突起して備えることを特徴とする前項（１）に記載のＣＶＤ装置。
（３）前記遮蔽部材が複数に分割されてなることを特徴とする前項（１）又は（２）のいずれに記載の炭化珪素膜のＣＶＤ装置。
（４）前記遮蔽部材が２つに分割されてなることを特徴とする前項（３）に記載の炭化珪素膜のＣＶＤ装置。
（５）前記遮蔽部材が炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化ガリウムのいずれかからなることを特徴とする前項（１）から（４）のいずれか一項に記載の炭化珪素膜のＣＶＤ装置。
（６）前記遮蔽部材の厚さが前記加熱部材の厚さよりも薄いことを特徴とする前項（１）から（５）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（７）前記遮蔽部材の厚さが２〜６ｍｍであることを特徴とする前項（１）から（６）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（８）前記遮蔽部材の外周部の角が面取りされていることを特徴とする前項（１）から（７）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（９）前記遮蔽部材は前記装置の内壁から離間して配置され、前記遮蔽部材の外周側面と前記装置の内壁との水平方向の離間距離が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする前項（２）から（８）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（１０）前記加熱部材がその中央部に有する開口部と前記遮蔽部材がその中央部に有する前記開口部とを貫通するガス供給管をさらに備え、前記遮蔽部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離が、前記加熱部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離よりも大きいことを特徴とする前項（１）から（９）のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
（１１）前記加熱部材がその下面の内周部から、前記遮蔽部材の開口部の内壁と前記ガス供給管の外壁との間に突き出た突起部を備えたことを特徴とする前項（１０）に記載のＣＶＤ装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＣＶＤ装置は加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなる遮蔽部材を備える構成なので、気相中から遮蔽部材に膜材料（例えば、ＳｉＣ）が堆積しても加熱部材よりも膜（ＳｉＣ膜）が剥がれにくいので、落下してエピタキシャル膜上に付着し又は膜中に埋め込まれる膜材料パーティクル等が低減して、エピタキシャル単結晶（ウェハ）の品質が向上する。
本発明のＣＶＤ装置は気相中から加熱部材へのガスの堆積が著しく低減するので、ガスの堆積に起因した加熱部材の交換をなくすことができ、加熱部材の交換は主に加熱・冷却に起因した劣化の場合だけで済む。
遮蔽部材を定期的に交換する必要がある点は従来と同じであるが、遮蔽部材は気相中から堆積するＳｉＣの付着性がカーボン製加熱部材よりも高いので、遮蔽部材の交換の頻度はカーボン製加熱部材の場合よりも少なくて済み、装置の稼働率が向上する。
【００１２】
本発明のＣＶＤ装置がさらに、遮蔽部材の周縁部が載置される載置部を装置の内壁から突起して備える載置部を備え、遮蔽部材の周縁部が載置部に載置される構成とすることにより、遮蔽部材の設置及び交換を容易にかつ安全に行うことができる。
【００１３】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材が複数例えば、２つに分割されてなる構成とすることにより、遮蔽部材の設置及び交換を容易にかつ安全に行うことができる。
【００１４】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材が炭化珪素からなる構成とすることにより、気相中から遮蔽部材にＳｉＣ膜が堆積しても加熱部材よりもＳｉＣ膜が剥がれにくいので、落下してＳｉＣエピタキシャル膜上に付着し又は膜中に埋め込まれるＳｉＣパーティクル等が低減して、エピタキシャル単結晶（ウェハ）の品質が向上する。また、遮蔽部材が窒化アルミニウム又は窒化ガリウムのいずれかからなる構成の場合にも同様の効果を有する。
【００１５】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材の厚さが加熱部材の厚さよりも薄い構成とすることにより、遮蔽部材と加熱部材とが同じ材質の場合でも熱歪みが小さいために遮蔽部材は割れにくくなる。
【００１６】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材の厚さが２〜６ｍｍである構成とすることにより、遮蔽部材が割れるのが防止される。２ｍｍより薄いと撓り過ぎて割れてしまい、また、６ｍｍより厚くても割れてしまうからである。
【００１７】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材の外周部の角が面取りされている構成とすることにより、遮蔽部材が割れるのを防止できる。
【００１８】
本発明のＣＶＤ装置において、遮蔽部材は装置の内壁から離間して配置され、遮蔽部材の外周側面と装置の内壁との水平方向の離間距離が１．０〜３．０ｍｍである構成とすることにより、熱膨張によって遮蔽部材の外周側面が装置の内壁に当たって遮蔽部材が割れるのを防止できる。
【００１９】
本発明のＣＶＤ装置において、加熱部材がその中央部に有する開口部と遮蔽部材がその中央部に有する前記開口部とを貫通するガス供給管をさらに備え、遮蔽部材の開口部の内壁からガス供給管の外壁までの距離が、加熱部材の開口部の内壁からガス供給管の外壁までの距離よりも大きい構成とすることにより、遮蔽部材及び加熱部材はガス供給管からの冷却の影響を受けるが、遮蔽部材の方の冷却の影響を加熱部材よりも小さくして、加熱部材が割れないのに遮蔽部材が割れてしまうのを回避できる。
【００２０】
本発明のＣＶＤ装置において、加熱部材がその下面の内周部から、遮蔽部材の開口部の内壁とガス供給管の外壁との間に突き出た突起部を備えた構成とすることにより、遮蔽部材の開口部の内壁とガス供給管の外壁との間の隙間から、気相中の膜材料のガスが入り込んで加熱部材に堆積するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態において使用されるＣＶＤ装置を示す断面模式図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿ったＣＶＤ装置の下部側を示す斜視図である。
【図３】図１で示した遮蔽部材の周辺の拡大模式図である。
【図４】パーティクルサイズごとのそのパーティクル数を示すグラフである。
【図５】平均ダウンフォール（ＤＦ））密度を示すグラフであり、（ａ）遮蔽部材を備えた場合、（ｂ）遮蔽部材を備えない場合、である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を適用した一実施形態であるＣＶＤ装置について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００２３】
図１は本発明のＣＶＤ装置の一例を示す断面模式図であり、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿ったＣＶＤ装置の下部側を示す斜視図であり、図３は図１で示した遮蔽部材の周辺の拡大模式図である。
【００２４】
ＣＶＤ装置１０１は、ウェハを水平に載置する複数のウェハ載置部材１０２ｂと、ウェハ載置部材１０２ｂに対向してその上方に配置する円盤状の加熱部材１０３と、加熱部材１０３の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、加熱部材１０３とウェハ載置部材１０２との間に加熱部材１０３に近接して配置して気相中から加熱部材１０３へのガスの堆積を遮る遮蔽部材１１０とを備え、さらに、遮蔽部材の周縁部が載置される載置部１１１が装置１０１の内壁１０１から突起して備えられている。
加熱部材１０３はその下方に備える突起部１１２を介して、ガス供給部１０５に固定された支持部材１１３に支持されている。
【００２５】
複数のウェハ載置部材１０２ｂは、円盤状のプラネタリ１０２上にその中央部を囲むように配置されている。円盤状のプラネタリ１０２の下面中央部には、公転用回転軸１０２ａが取り付けられている。各ウェハ載置部材１０２ｂには、図示しない自転用回転軸が取り付けられている。
【００２６】
また、ＣＶＤ装置１０１は、プラネタリ１０２と加熱部材１０３との間に設けられた反応室１０４と、加熱部材１０３がその中央部に有する開口部１０３ａと遮蔽部材１１０がその中央部に有する開口部１１０ｂとを貫通して反応室１０４内にガスを供給するガス供給部１０５と、プラネタリ１０２及び加熱部材１０３をそれぞれ加熱する高周波コイル１０６、１０７とを備えている。公転用回転軸１０２ａは、ガス供給部１０５の直下に配置されている。
【００２７】
この構成によって、ガス供給部１０５を中心軸にしてＳｉＣ単結晶ウェハをプラネタリ１０２によって公転させるとともに、ＳｉＣ単結晶ウェハの中心を軸にしてＳｉＣ単結晶ウェハ自体を載置部１０２ｂと共に自転させるようになっている。
【００２８】
このような炭化珪素膜のＣＶＤ装置においては、中心部に配置されたガス供給部１０５より冷たいガスが導入されることや、プラネタリ１０２の中心部には誘導加熱が加わりづらいことから、一般的に、中心部に近づくにつれてプラネタリ１０２の温度が低下しやすい。この影響を受けて、自転する載置部１０２ｂの外周部、すなわち載置部１０２ｂ上に設置されるＳｉＣ単結晶ウェハの外周部の温度が低下する。このため、一般的なプラネタリ型のエピタキシャル成長装置においては、設置されるＳｉＣ単結晶ウェハが、ウェハ中央部で温度が最も高く、ウェハ外周部にいくにつれて温度が低下する温度勾配を有することになる。このＳｉＣ単結晶ウェハの温度勾配は、エピタキシャル成長過程においてＳｉＣ単結晶ウェハの中央部に圧縮性のストレスを生じさせることとなる。
【００２９】
このＳｉＣ単結晶ウェハの温度勾配は、導入するガスの流量や、誘導加熱コイルの位置変更などによって変化するので、本実施形態では、ウェハ中央部で温度が最も低く、ウェハ外周部にいくにつれて温度が高くなる温度勾配を有するように、導入するガスの流量や、誘導加熱コイルの位置を調整することが望ましい。
【００３０】
遮蔽部材１１０は複数に分割されてなるのが好ましく、本実施形態では、図２に示すように、中央線で２分割された一対の部材１１０Ａ及び１１０Ｂからなる。この場合、一対の部材１１０Ａ及び１１０Ｂを一方づつ載置部１１１に載置することができ、また、交換時には載置部１１１から一方づつ取り外せばよいので、作業性が高く、載置や交換、メンテナンス時に破損させてしまうという事故が起こり難い。
【００３１】
遮蔽部材１１０は化学的気相成長（ＣＶＤ）法や焼結によって作製することができる。ＣＶＤ法で作製した方が材料の純度が高い遮蔽部材が作製できる。遮蔽部材１１０において炭化珪素が堆積する面は炭化珪素の付着性を高めるために、研磨等によって表面を粗面化しておくのが好ましい。遮蔽部材１１０は加熱部材１０３からの熱輻射を受けて加熱され、輻射熱を放出してウェハを加熱する必要があるので、高熱伝導性であるのが好ましい。
【００３２】
炭化珪素膜を成膜する場合を例にとって遮蔽部材１１０の機能を説明する。
遮蔽部材１１０の第１の機能としては、炭化珪素が堆積されやすいことが挙げられる。堆積した炭化珪素膜破片が遮蔽部材１１０から落下するのを防止するためである。
第２の機能としては、加熱部材への炭化珪素の堆積を遮ることが挙げられる。炭化珪素の堆積に起因した加熱部材の交換をできるだけ少なくするため、好ましくは交換不要とするためである。
第３の機能としては、加熱部材からの熱輻射を受け、さらに高周波コイルによる高周波誘導加熱によって加熱されて、輻射熱を放出することができることが挙げられる。加熱部材の加熱に代わってウェハを加熱するためである。
以上の機能に基づくと、炭化珪素膜を成膜する場合、遮蔽部材１１０は炭化珪素からなるのが好ましい。具体的には、炭化珪素をコーティングしたカーボン部材や単結晶や多結晶の炭化珪素からなるものが例として挙げられる。
【００３３】
遮蔽部材１１０は割れ防止の観点から、厚さが２〜６ｍｍであることが好ましい。遮蔽部材は割れやすく、２ｍｍより薄いと撓り過ぎて割れてしまい、６ｍｍより厚くても割れてしまうからである。
【００３４】
加熱部材が炭化珪素からなる場合には、加熱部材よりも部材の厚さが薄くすることにより、同じ材質でも熱歪に耐えられることができ、割れにくい。
【００３５】
遮蔽部材１１０は装置１０１の内壁１０１ａから離間して配置され、遮蔽部材１１０の外周側面１１０ｃと装置１０１の内壁１０１ａとの水平方向の離間距離ｄ２が１．０〜３．０ｍｍであるのが好ましい。遮蔽部材の熱膨張によってその外周側面１１０ｃが装置１０１の内壁１０１ａに達して割れるのを防止するためである。
例えば、遮蔽部材が炭化珪素からなる場合は１．０〜２．０ｍｍであるのが好ましい。
【００３６】
遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄからガス供給管１０５の外壁１０５ａまでの距離ｄ３が、加熱部材１０３の開口部１０３ａの内壁１０３ｂからガス供給管１０５の外壁１０５ａまでの距離ｄ４よりも大きいのが好ましい。
【００３７】
本実施形態では、図３に示すように、加熱部材１０３は、その下面１０３ｃの内周部１０３ｄから、遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄとガス供給管１０５の外壁１０５ａとの間に突き出た突起部１１２を備えている。突起部１１２は加熱部材１０３と一体に形成されていてもよいし、加熱部材１０３とは別部材であってもよい。突起部１１２は遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄに沿って配置するのが好ましい。尚、図１及び図３ではその一部の断面のみ図示している。
突起部１１２は遮蔽部材１１０の開口部１１０ｂの内壁１１０ｄとガス供給管１０５の外壁１０５ａとの間の隙間から、気相中の膜材料のガスが入り込んで加熱部材に堆積するのを防止できる。
なお、本実施形態は突起部１１２を備えるが、備えない構成でも構わない。
【００３８】
加熱部材１０３はカーボンからなるものやカーボンをＴａＣ又はＳｉＣで被覆したものを用いることができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例、比較例により本発明の効果を説明する。
【００４０】
（実施例１）
図１で示したＣＶＤ装置において、加熱部材はカーボンからなるもの、遮蔽部材はＣＶＤで作製したカーボンからなるものであり、図２で示した２分割ものであって炭化珪素からなるもの（直径：３５０ｍｍ、厚さ：５ｍｍ）を用いた。遮蔽部材は加熱部材から距離（ｄ１）１ｍｍ離間して配置した。また、遮蔽部材の外周側面と装置の内壁との水平方向の離間距離ｄ２は１．５ｍｍであり、遮蔽部材の開口部の内壁から突起部の外壁までの距離ｄ３は１．０ｍｍである。
４Ｈ型のＳｉＣ単結晶ウェハとしては、ｃ面（（０００１）面）が＜１１−２０＞方向に８°傾斜したＳｉ面を主面とする、直径３インチ（７５ｍｍ）のウェハを用意した。このウェハの厚みは３５０μｍであるものを用いた。
次に、ＳｉＣ単結晶ウェハに対して、前処理として有機溶剤洗浄及び酸・アルカリ洗浄及び十分な水洗を行った。
【００４１】
ＳｉＣ単結晶ウェハをウェハ載置部材上に水平に配置した後、真空排気を行った後に水素ガスを導入して２００ｍｂａｒの減圧雰囲気に調整した。その後、１６２０℃まで昇温し、厚さ１０μｍのＳｉＣエピタキシャル膜の成長を行った。
キャリアガスとしては水素を使用し、原料ガスとしてはＳｉＨ４とＣ３Ｈ８との混合ガスを用い、ドーパントとしてＮ２を供給した。成長速度は５μｍ／ｈとし、キャリア濃度は１×１０１６ｃｍ−３とした。
このようにして、実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板を作製した。
【００４２】
実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板について、表面に付着していた異物（パーティクル）数をパーティクルサイズごとに計測した結果（遮蔽部材ある場合）を図４に示す。
計測は、オリンパス社製のＭＸ５１顕微鏡と、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のカンデラ（Candela）を用いて、単結晶エピタキシャル表面全体でパーティクル数を数えて行った。
尚、グラフの見方について、例えば、パーティクルサイズ６０μmのパーティクル数とは、６０μmより大きく、その右隣のサイズである１００μｍまでのサイズのパーティクル数を示している。０．３μmについてはこれ以上のサイズのパーティクル数を示している。
また、図５に、実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板について、エピタキシャル膜中に埋め込まれた異物（ダウンフォール（ＤＦ））の密度を計測した結果を示す。
グラフ上の点は各サンプルのＤＦ密度を示している。
【００４３】
（比較例１）
比較例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板は、実施例１で用いた炭化珪素膜のＣＶＤ装置において、遮蔽部材を用いずに作製した点を除いて実施例１と同様の条件で行った。
作製した比較例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板について、パーティクルサイズごとにパーティクル数を計測した結果を図４に、また、ＤＦ密度を計測した結果を図５に示す。
【００４４】
（実施例１と比較例１を比較した結果）
図４において、１００μm以上のパーティクル数については違いが見られなかった。大きなパーティクルは真空装置（ＣＶＤ装置）の閉鎖・開放等において機械的振動に起因して落下してきた可能性がある。この点は後述する。
他方、６０μm以下のサイズのパーティクル数については、実施例１の場合は比較例１の場合と比較して半減程度となっている。この結果から、遮蔽部材を備えることによって、２倍程度の改善効果が得られることが確認できた。
【００４５】
図５において、実施例１の平均ＤＦ密度は１．０個／ｃｍ２以下であるのに対して、比較例１の平均ＤＦ密度は３．０個／ｃｍ２以上である。
この結果から、遮蔽部材を備えることによって、３倍以上の改善効果が得られることが確認できた。
【００４６】
図４の表面に付着したパーティクルは、エピタキシャルＳｉＣ単結晶基板の作製後それを取り出すまでの間に、基板の上方から落下してきたものであるのに対して、図５のエピタキシャル膜中に埋め込まれたダウンフォールは、エピタキシャル膜の成長中に落下してきたものである。
パーティクルもダウンフォールも発生原因は同じであるが、本発明の効果が、平均ＤＦ密度については３倍以上であったのに対して、パーティクル数については２倍程度に過ぎなかった。これは、実施例１のエピタキシャルＳｉＣ単結晶基板の作製直後は、パーティクル数は比較例１の１／３以下程度であったものであったが、その後、真空装置（ＣＶＤ装置）の開放等において機械的振動により遮蔽部材に堆積した炭化珪素膜の破片が剥がれてきてしまったものと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のＣＶＤ装置は、膜中及び膜表面に異物が低減された高品質のエピタキシャル単結晶基板の製造に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１０１ ＣＶＤ装置
１０２ｂ ウェハ載置部材
１０３ 加熱部材
１１０ 遮蔽部材
１１０ａ 周縁部
１１０Ａ、１１０Ｂ 遮蔽部材
１１１ 載置部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを水平に載置するウェハ載置部材と、
該ウェハ載置部材に対向してその上方に配置する加熱部材と、
該加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、前記加熱部材と前記ウェハ載置部材との間に前記加熱部材に近接して配置して気相中から前記加熱部材へのガスの堆積を遮る遮蔽部材と、を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材の周縁部が載置される載置部が装置の内壁から突起して備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記遮蔽部材が複数に分割されてなることを特徴とする請求項１又は２のいずれに記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材が２つに分割されてなることを特徴とする請求項３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材が炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化ガリウムのいずれかからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材の厚さが前記加熱部材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材の厚さが２〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記遮蔽部材の外周部の角が面取りされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記遮蔽部材は前記装置の内壁から離間して配置され、前記遮蔽部材の外周側面と前記装置の内壁との水平方向の前記離間距離が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項２から８のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記加熱部材がその中央部に有する開口部と前記遮蔽部材がその中央部に有する前記開口部とを貫通するガス供給管をさらに備え、
前記遮蔽部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離が、前記加熱部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１１】
前記加熱部材がその下面の内周部から、前記遮蔽部材の開口部の内壁と前記ガス供給管の外壁との間に突き出た突起部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１】
ウェハを水平に載置するウェハ載置部材と、
該ウェハ載置部材に対向してその上方に配置する加熱部材と、
該加熱部材の材料よりも膜材料の付着性が高い材料からなり、前記加熱部材と前記ウェハ載置部材との間に前記加熱部材に近接して配置して気相中から前記加熱部材へのガスの堆積を遮る遮蔽部材と、を備えたことを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記遮蔽部材の周縁部が載置される載置部が装置の内壁から突起して備えられていることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記遮蔽部材が複数に分割されてなることを特徴とする請求項１又は２のいずれに記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記遮蔽部材が２つに分割されてなることを特徴とする請求項３に記載のＣＶＤ装置。
【請求項５】
前記遮蔽部材が炭化珪素、窒化アルミニウム、窒化ガリウムのいずれかからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項６】
前記遮蔽部材の厚さが前記加熱部材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項７】
前記遮蔽部材の厚さが２〜６ｍｍであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項８】
前記遮蔽部材の外周部の角が面取りされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項９】
前記遮蔽部材は前記装置の内壁から離間して配置され、前記遮蔽部材の外周側面と前記装置の内壁との水平方向の前記離間距離が１．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項２から８のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１０】
前記加熱部材がその中央部に有する開口部と前記遮蔽部材がその中央部に有する前記開口部とを貫通するガス供給管をさらに備え、
前記遮蔽部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離が、前記加熱部材の開口部の内壁から前記ガス供給管の外壁までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のＣＶＤ装置。
【請求項１１】
前記加熱部材がその下面の内周部から、前記遮蔽部材の開口部の内壁と前記ガス供給管の外壁との間に突き出た突起部を備えたことを特徴とする請求項１０に記載のＣＶＤ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２４８７６４（Ｐ２０１２−２４８７６４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２０９６４（Ｐ２０１１−１２０９６４）
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（０００１７３８０９）一般財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３０日（２０１１．５．３０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【出願人】（０００１７３８０９）一般財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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