具体实施方式

以下，对本发明的一实施方式进行说明。

〔气相沉积装置的结构〕

如图1所示，气相沉积装置1包括腔室2、基座3、加热部4、基座支承部件5、3个起模针6、起模针支承部件7及驱动机构8。

腔室2包括上拱顶21、下拱顶22及固定各拱顶21、22的外缘彼此的拱顶固定体23，利用这些区划外延膜形成室20。

以石英形成上拱顶21及下拱顶22。

在下拱顶22的中央，向下方延伸而设置有插入后述的起模针支承部件7的支柱71的筒部221。

拱顶固定体23包括：气体供给口24，用于向外延膜形成室20内供给反应气体；及气体排出口25，用于从外延膜形成室20排出反应气体。

如图2所示，基座3以被碳化硅覆盖的碳形成为圆板状。

在基座3的一个主面上形成有容纳硅晶片W的圆形锪孔部31。锪孔部31的直径比硅晶片W的直径大。

在基座3的另一个主面的外缘附近设置有嵌入后述支承销53的3个嵌合沟32。嵌合沟32在基座3的圆周方向上以120°间隔设置。另外，关于嵌合沟32的更详细的结构将在后面进行叙述。

并且，在基座3中设置有贯穿两主面的3个贯穿孔33。

各贯穿孔33，在锪孔部31内，在基座3的圆周方向上以120°间隔设置。如图1的局部放大图所示，各贯穿孔33包括：圆锥状的锥形部33A，随着从载置硅晶片W的锪孔部31的载置面31A朝基座3的厚度方向中心内径变小；及轴孔部33B，在基座3的厚度方向内径相等。

加热部4包括设置在腔室2上侧的上加热器41及设置在下侧的下加热器42。上加热器41及下加热器42由红外线灯或卤素灯构成。

基座支承部件5以石英形成。如图2所示，基座支承部件5包括圆柱状的支柱51、从该支柱51的末端以放射状延伸的3支臂52及设置在各臂52末端的作为嵌合凸部的支承销53。

臂52在支柱51的圆周方向上以120°间隔向斜上方延伸设置。在臂52的比中央更靠支承销53侧设置有贯穿该臂52的贯穿孔52A。

各支承销53以纯粹的SiC形成，分别嵌入于基座3的各嵌合沟32内，由此支承该基座3。另外，关于支承销53的更详细的结构将在后面进行叙述。

起模针6例如以被碳化硅覆盖的碳形成为棒状。如图1的局部放大图所示，起模针6包括圆锥台状的头部61及从该头部61中直径较小的一侧的端部以圆柱状延伸的轴部62。

起模针6的轴部62插入于贯穿孔33的轴孔部33B，由于其自身重量头部61与锥形部33A抵接，由此被基座3支承。

起模针支承部件7以石英形成。起模针支承部件7包括圆筒状的支柱71、从该支柱71的末端以放射状延伸的3支臂72及设置在各臂72末端的抵接部73。

各臂72在支柱71的圆周方向上以120°间隔向斜上方延伸设置。

抵接部73从下方支承起模针6。

支柱71插入于下拱顶22的筒部221。在各臂72位于基座支承部件5的各臂52下方且被基座3支承的各起模针6下端可与各抵接部73抵接的状态下，在支柱71的内部插入有支柱51。

驱动机构8又使基座支承部件5及起模针支承部件7旋转，又使起模针支承部件7升降。

〔嵌合沟及支承销的详细结构〕

如图3A所示，嵌合沟32在从下面观察时形成为向基座3的径向延伸的长方形。3个嵌合沟32中，1个嵌合沟32位于通过基座3的中心且与硅晶片W的运入方向D平行的虚线上比基座3的中心更靠运入方向D侧的位置。并且，如图3B所示，嵌合沟32包括在从与该嵌合沟32延伸的方向正交的纵剖面观察时半圆状的圆弧面部321及从圆弧面部321的两端分别向下方延伸的平面部322。该圆弧面部321及平面部322沿基座3的径向以相同的形状连续形成。圆弧面部321及平面部322的表面粗糙度Ra为2μm以下。

构成圆弧面部321的部分中，存在于高度方向上的最高位置的部分构成定位部321A。构成圆弧面部321的部分中，除定位部321A以外的部分构成倾斜部321B。倾斜部321B相对于基座3中硅晶片W的载置面31A倾斜。

支承销53包括从臂52向上方以圆柱状延伸的基部531及设置在基部531末端的半球状的滑动接触头部532。

为了防止由嵌合沟32、支承销53的部件精确度的波动导致的支承销53无法嵌入于嵌合沟32的不良状况，基部531及滑动接触头部532的直径被设为比嵌合沟32的圆弧面部321的直径及一对平面部322间的距离小。

〔外延硅晶片的制造方法〕

其次，对使用气相沉积装置1的外延硅晶片的制造方法进行说明。

首先，准备硅晶片W。硅晶片W的直径可以是200mm、300mm、450mm等任意大小。

气相沉积装置1的外延膜形成室20未被加热部4加热的常温时，如图4A所示，支承销53位于嵌合沟32中基座3的径向外侧。并且，当基座3被载置于支承销53时，最初滑动接触头部532有可能与嵌合沟32的倾斜部321B接触，但由于基座3的自身重量滑动接触头部532与嵌合沟32的接触部分向定位部321A的方向移动。然后，当滑动接触头部532的顶部与定位部321A接触时，各支承销53定位于嵌合沟32内基座3的圆周方向的特定位置上。由于该各支承销53的定位，基座3的中心与基座支承部件5的旋转轴重叠，并且基座3被基座支承部件5支承，以使载置于该基座3上的硅晶片W主面与水平面平行。

其次，作为将硅晶片W运入外延膜形成室20内的事前准备，气相沉积装置1的加热部4将外延膜形成室20加热至搬运时设定温度为止。搬运时设定温度一般为650℃以上且800℃以下。在进行该加热时，由于基座3的构成材料的热膨胀系数比基座支承部件5的构成材料大，因此如图4B所示，比起基座支承部件5基座3的膨胀幅度更大，在嵌合沟32内支承销53向基座3的径向内侧相对移动。但是，由于基座3的自身重量的上述作用，各支承销53定位于嵌合沟32内基座3的周向的特定位置上，从而维持基座3的中心与基座支承部件5的旋转轴重叠的状态。

然后，未图示的搬运机构的支承部件，经由腔室2中未图示的晶片运入运出口，将硅晶片W运入至外延膜形成室20内并使其停止在基座3的锪孔部31上。然后，驱动机构8使起模针支承部件7上升，并使被基座3支承的起模针6上升，由此从支承部件举起硅晶片W。搬运机构将支承部件移动至腔室2的外部后，驱动机构8使起模针支承部件7下降，由此将硅晶片W载置至基座3的锪孔部31内。

其次，作为外延膜形成处理的事前准备，加热部4进一步地将外延膜形成室20加热至成膜时设定温度为止。成膜时设定温度一般为1050℃以上且1150℃以下。在进行该加热时，也如图4C所示，比起基座支承部件5基座3的膨胀幅度更大，在嵌合沟32内支承销53进一步地向基座3的径向内侧相对移动。此时也通过基座3的自身重量的上述作用，维持基座3的中心与基座支承部件5的旋转轴重叠的状态。

然后，从气体供给口24连续导入作为载体气体的氢气的同时，从气体排出口25将其排出，由此使外延膜形成室20内成为氢气氛。然后，使外延膜形成室20内的温度上升，与载体气体一起导入原料气体、掺杂气体至外延膜形成室20内的同时，通过驱动机构8使基座支承部件5及起模针支承部件7旋转，由此在硅晶片W上形成外延膜。

在形成外延膜后，当加热部4将外延膜形成室20从成膜时设定温度降低至搬运时设定温度时，驱动机构8使起模针支承部件7上升，以起模针6从基座3举起硅晶片W。然后，闸阀打开时，搬运机构将支承部件移动至外延膜形成室20内部，并使其停止在硅晶片W下方。然后，当驱动机构8使起模针支承部件7下降并将硅晶片W交接给支承部件时，搬运机构将支承部件与硅晶片W一起运出至外延膜形成室20外部，结束1片外延硅晶片的制造处理。

然后，当搬运机构将新的硅晶片W运入至外延膜形成室20内时，进行上述处理，制造出外延硅晶片。

如上所述，在连续制造多个外延硅晶片的情况下，在搬运时设定温度与成膜时设定温度之间反复外延膜形成室20的升温降温，但尤其伴随从成膜时设定温度到搬运时设定温度的降温时或从搬运时设定温度到常温的降温时的基座3的收缩，基座3相对于支承销53变得容易偏离。但是，由于定位部321A及倾斜部321B向基座3的径向以相同的形状连续形成，因此基座3膨胀时及收缩时，都由于上述作用，支承销53定位于嵌合沟32内基座3的圆周方向的特定位置上。其结果，始终维持基座3的中心与基座支承部件5的旋转轴重叠的状态。因此，在将硅晶片W载置在基座3上的相同位置中的状态下进行气相沉积处理，可实现外延膜的厚度均匀化。

并且，由于将滑动接触头部532形成为半球状，因此能够抑制滑动接触头部532因相对于圆弧面部321的相对移动而被磨损，并能够抑制基座3相对于基座支承部件5的随着时间经过的错位。

[变形例]

另外，本发明不只限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，可以作各种改良及设计变更等。

例如，如图5A所示，也可以代替支承销53，适用具有基部531及设置在基部531末端的圆锥状的滑动接触头部542的支承销54。

如图5B所示，也可以代替嵌合沟32，适用具有如下一对倾斜部341B的嵌合沟34：在从纵剖面观察时从基座3下表面向斜上方且互相靠近的方向延伸的同时，向基座3的径向以相同的形状连续形成。

如图5C所示，可以代替嵌合沟32适用嵌合沟34的同时，也可以代替支承销53适用仅以基部531构成的作为嵌合凸部的支承销55。

图5A～图5C所示的结构中，在限制相对于支承销54、53、55的基座3的下降的状态中，嵌合沟32、34、34中的与支承销54、53、55的接触部分构成定位部321A、341A、341A。

支承销53、54、55的基部531，也可以是多角柱状，滑动接触头部542也可以是多角锤状。

也可以在基座3中设置与滑动接触头部532、滑动接触头部542相同或相似的形状的嵌合凸部，在基座支承部件5中设置嵌合沟32、34、34。

也可以将嵌合沟32、34、34及支承销53、54、55的每一个各设置4个以上。

实施例

其次，通过实施例更详细地对本发明进行说明，但本发明不受这些例子的任何限定。

〔实施例〕

准备了具有与上述实施方式相同的结构且直径300mm的硅晶片W用气相沉积装置。

将基座3的嵌合沟32形成为在从与基座3径向正交的纵剖面观察时的开口宽度成为5.5mm。并且，将嵌合沟32形成为基座3径向的长度成为10mm。

将支承销53形成为基部531及滑动接触头部532的直径成为5mm。

通过采用以上结构，如图3B所示，相对于嵌合沟32定位支承销53时，嵌合沟32的开口边与支承销53的基部531间的间隙C_A分别为0.25mm。

然后，连续制造出25片外延硅晶片。

具体而言，首先，在将支承销53的滑动接触头部532定位于嵌合沟32内基座3的圆周方向的特定位置上的状态中，将外延膜形成室20从常温升温到搬运时设定温度的700℃。其次，在将硅晶片W运入至外延膜形成室20内后，升温至成膜时设定温度的1100℃而进行气相沉积处理，并降温至搬运时设定温度。然后，在将外延硅晶片从外延膜形成室20运出后，将硅晶片W运入至外延膜形成室20内，进行气相沉积处理。反复相同的处理，将第25片外延硅晶片从外延膜形成室20运出，然后将外延膜形成室20降温至常温。

然后，不改变基座3的位置，每次连续制造25片外延硅晶片，暂且将外延膜形成室20降温至常温，制造出合计100片外延硅晶片。

〔比较例〕

分别代替嵌合沟32及支承销53，适用图6所示的嵌合沟39及支承销59，除此之外，以与实施例相同的条件制造出100片外延硅晶片。

在从下面观察时，嵌合沟39形成为与嵌合沟32相同的形状且相同大小的长方形。嵌合沟39包括：一对侧面部391，在与基座3的径向正交的纵剖面观察时，向相对于基座3下表面正交的方向延伸；及底面部392，连接一对侧面部391的上端之间，并与基座3下表面平行。

支承销59具有圆柱状的基部591且其上表面591A形成为与基部591的轴正交的平面状。

将嵌合沟39、支承销59形成为如下：使嵌合沟39的从与基座3的径向正交的纵剖面观察时的开口宽度和支承销59的基部591的直径分别成为与嵌合沟32、支承销53相同的大小。

通过采用以上结构，图6所示的纵剖面视图中，支承销59定位于嵌合沟39中央时，嵌合沟39的开口边与基部591的间隙C_B分别为与间隙C_A相同的0.25mm。

〔评价〕

在实施例、比较例中，利用测量装置（Epicrew Corporation.制造 Edge Zoom）从基座3上方测量了硅晶片W的相对于基座3上的目标载置位置的载置位置的偏离。在此，由于运入硅晶片W时基座3上的停止位置在所有处理中为相同的位置，因此当硅晶片W的载置位置偏离目标载置位置时，表示基座3相对于基座支承部件5偏离。

在图7A中示出比较例中的处理最初的25片时硅晶片W的载置位置分布，在图7B中示出实施例中的相同分布。

并且，在图8A中示出比较例中的每25片处理的平均偏离位置（偏离量、偏离方向）的变化，在图8B中示出实施例中的相同变化。

另外，图7A、图7B及图8A、图8B中，纵轴Y及横轴X的值，是以图1、图3A、图3B、图4A、图3B、图3C的XYZ轴为基准的值。即，纵轴Y的正值表示向硅晶片W的运出方向的偏离，负值表示向硅晶片W的运入方向D（参考图3A）的偏离。并且，横轴X的正值表示向与运入方向正交的一方向的偏离，负值表示向与运入方向正交的另一方向的偏离。

并且，当横轴及纵轴的位置都是0mm时，表示载置位置不从目标载置位置的偏离。

图7A所示的比较例的载置位置波动比图7B所示的实施例的波动小。即使比较波动的标准偏差，相对于比较例是0.084mm，实施例也是0.063mm。

并且，如图8A所示，在比较例中，每增加处理片数，载置位置从目标载置位置的偏离越变大，100片的处理结束的时刻的偏离量是0.75mm。相对于此，如图8B所示，在实施例中，载置位置从目标载置位置的偏离比比较例小，100片的处理结束的时刻的偏离量是0.25mm。

根据以上结果，能够确认以下内容。

在比较例及实施例中，随着外延膜形成室20的升温降温时的基座3的膨胀收缩，基座3相对于支承销53、59都变得容易偏离。

在比较例中，由于嵌合沟39的底面部392及支承销59的上表面591A与基座3的下表面即水平面平行，因此当基座3相对于支承销59偏离时，维持该偏离状态而进行下一个处理。其结果，可知硅晶片W的载置位置从目标载置位置的偏离慢慢变大。

另一方面，在实施例中，即使基座3相对于支承销53暂时偏离，也由于基座3的自身重量，滑动接触头部532与嵌合沟32的接触部分慢慢地相对移动，滑动接触头部532的顶部与定位部321A接触，由此支承销53定位于基座3的圆周方向的特定位置即错位前的位置上。其结果，可知即使反复气相沉积处理，硅晶片W的载置位置从目标载置位置的偏离相较于比较例也变小。

附图标记说明

1-气相沉积处理，3-基座，5-基座支承部件，32、34-嵌合沟，321A、341A-定位部，321B、341B-倾斜部，53、54-支承销（嵌合凸部），W-硅晶片。