JP2019121613A

JP2019121613A - Susceptor

Info

Publication number: JP2019121613A
Application number: JP2017252806A
Authority: JP
Inventors: 大志吉光; Daishi Yoshimitsu; 克之島貫; Katsuyuki Shimanuki
Original assignee: Coorstek KK
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2017-12-28
Filing date: 2017-12-28
Publication date: 2019-07-22

Abstract

To provide a susceptor in which temperature unevenness of a corresponding wafer portion of a through hole is suppressed, and temperature uniformity of the wafer is improved by suppressing direct irradiation of light from a lamp of an epitaxial growth system to the wafer backside from the susceptor backside through the through holes.SOLUTION: A susceptor 1 includes: a substrate 2; a wall portion 3 formed on an outer peripheral portion of a surface of the substrate; a recess 4 formed on an inner side of the wall portion, on which the wafer W is placed; and a plurality of through holes 5, having an opening 5a disposed in the recess, in which the other opening 5b is formed in a side surface 2a of the substrate 2. The one opening 5a and the other opening 5b communicate with each other.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はサセプタに関し、例えばエピタキシャル成長装置内でウェーハを搭載するためのサセプタに関する。 The present invention relates to a susceptor, for example, a susceptor for mounting a wafer in an epitaxial growth apparatus.

従来から、ウェーハ表面にエピタキシャル膜を形成する際に用いられるサセプタについて、種々の提案がなされている。
例えば、特許文献１では、貫通孔が厚み方向に設けられたサセプタが示されおり、このサセプタ上にウェーハを載置し、ウェーハ裏面から放出されるドーパントを貫通孔から排出することが示されている。その結果、外方拡散したドーパントのエピタキシャル膜内への取り込みが抑制され、オートドープによるエピタキシャル膜外周部での抵抗率低下が防止されることが示されている。 Conventionally, various proposals have been made for a susceptor used when forming an epitaxial film on a wafer surface.
For example, Patent Document 1 shows a susceptor in which through holes are provided in the thickness direction, and it is shown that the wafer is placed on the susceptor and the dopant released from the back surface of the wafer is discharged from the through holes. There is. As a result, it is shown that the uptake of the outdiffused dopant into the epitaxial film is suppressed, and the decrease in resistivity at the outer peripheral portion of the epitaxial film due to the auto doping is prevented.

また、特許文献２では、厚み方向に設けられた貫通孔の内径あるいは内幅を調節することが提案されている。具体的には、貫通孔の内径が３ｍｍ以下であることが好ましことが示されている。 Moreover, in patent document 2, adjusting the internal diameter or the internal width of the through-hole provided in the thickness direction is proposed. Specifically, it is shown that the inner diameter of the through hole is preferably 3 mm or less.

更に、特許文献３では、厚さ方向に貫通して複数の貫通孔が形成されたサセプタであって、各貫通孔の形成部の表面側および裏面側のうち、少なくとも表面側には、対応する貫通孔の他の部分より開口面積が大きい拡大開口部が、前記他の部分と連通状態で設けられたサセプタが提案されている。
また、この特許文献３には、各貫通孔の形成部の表面側および裏面側のうち、少なくとも表面側に拡大開口部を有するので、半導体ウェーハの各貫通孔と対向する部分の高温化が抑制され、エピタキシャルウェーハの表面のナノトポロジーだけでなく、裏面のナノトポロジーも改善されることが示されている。 Furthermore, Patent Document 3 shows a susceptor in which a plurality of through holes are formed penetrating in the thickness direction, and at least the front side of the surface side and the back side of the formation portion of each through hole. A susceptor has been proposed in which an enlarged opening having an opening area larger than the other part of the through hole is provided in communication with the other part.
Further, according to Patent Document 3, since the enlarged opening is provided at least on the surface side of the surface side and the back side of the formation portion of each through hole, the temperature increase of the portion facing each through hole of the semiconductor wafer is suppressed. It has been shown that not only the nanotopology of the surface of the epitaxial wafer but also the nanotopology of the back surface is improved.

特開２００３−１９７５３２号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-197532 特開２００３−２２９３７０号公報JP 2003-229370 A 特開２００６−２７８７９１号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-277891

上記したように、特許文献１には、サセプタの厚み方向に貫通孔を設けることが示され、特許文献２には、サセプタの厚み方向に形成される貫通孔の内径あるいは内幅を小さくすることが示されている。更に、特許文献３には、サセプタの厚み方向に形成される貫通孔の表面側の開口部の面積が裏面側の開口部の面積よりも大きいことが示されている。
即ち、前記特許文献１〜３に記載されたサセプタに形成された貫通孔は、サセプタの厚み方向に貫通した貫通孔であって、サセプタの表面側と裏面側を結ぶ、直線状に形成された貫通孔である。 As described above, Patent Document 1 discloses that the through holes are provided in the thickness direction of the susceptor, and Patent Document 2 reduces the inner diameter or the inner width of the through holes formed in the thickness direction of the susceptor. It is shown. Furthermore, Patent Document 3 shows that the area of the opening on the front surface side of the through hole formed in the thickness direction of the susceptor is larger than the area of the opening on the back surface side.
That is, the through holes formed in the susceptors described in Patent Documents 1 to 3 are through holes penetrating in the thickness direction of the susceptor and are formed in a straight line connecting the front surface side and the back surface side of the susceptor. It is a through hole.

このように、サセプタの表面側と裏面側を結ぶ、直線状に形成された貫通孔を有するサセプタを用いて、エピタキシャル膜の形成を行う際、以下の技術的課題があった。 As described above, when forming an epitaxial film using the susceptor having the linearly formed through holes connecting the front side and the back side of the susceptor, the following technical problems have been encountered.

従来から、ウェーハ表面にエピタキシャル膜を形成する工程では、ウェーハをサセプタの載置し、誘導加熱あるいはランプ加熱により、前記ウェーハの加熱が行われる。特に、枚葉式のエピタキシャル成長装置では、一般的にランプ加熱による加熱が行われる。
このウェーハを加熱するためのランプは、一般的に、サセプタ裏面側に配置されるため、サセプタ裏面側からランプの光が貫通孔を通して、ウェーハ裏面に直接当たり、輻射熱の影響を受ける。
そのため、前記貫通孔の対応するウェーハ部分（貫通孔が位置する部分）に、温度ムラが発生し、ウェーハの温度の均一性が図れないという技術的課題があった。 Conventionally, in the step of forming an epitaxial film on the surface of a wafer, the wafer is placed on a susceptor and the wafer is heated by induction heating or lamp heating. In particular, in a single wafer type epitaxial growth apparatus, heating by lamp heating is generally performed.
Since the lamp for heating the wafer is generally disposed on the backside of the susceptor, the light of the lamp directly passes through the through hole from the backside of the susceptor to the backside of the wafer and is affected by radiant heat.
Therefore, there is a technical problem that temperature unevenness occurs in the corresponding wafer portion of the through hole (the portion where the through hole is located), and the temperature uniformity of the wafer can not be achieved.

更に、このウェーハの温度の不均一性により、ウェーハ表面に形成されるエピタキシャル膜の膜厚や特性（抵抗、ドーパント濃度）が不均一になるという技術的課題があった。
また、ウェーハの温度の不均一性により、ウェーハに反りが生じるという技術的課題、またエピタキシャル膜に色ムラが生じるという技術的課題があった。 Furthermore, there is a technical problem that the film thickness and characteristics (resistance, dopant concentration) of the epitaxial film formed on the wafer surface become nonuniform due to the non-uniformity of the temperature of the wafer.
Further, there is a technical problem that the wafer is warped due to the non-uniformity of the temperature of the wafer, and a technical problem that the color unevenness occurs in the epitaxial film.

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、エピタキシャル成長装置のランプからの光が、サセプタ裏面側から貫通孔を通して、ウェーハ裏面に直接照射されるのを抑制することによって、貫通孔の対応するウェーハ部分の温度ムラを抑制し、ウェーハの温度の均一性を向上させたサセプタを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above technical problems, and prevents light from the lamp of the epitaxial growth apparatus from being directly irradiated to the back of the wafer through the through hole from the back of the susceptor. An object of the present invention is to provide a susceptor in which the temperature unevenness of the corresponding wafer portion of the through hole is suppressed, and the uniformity of the temperature of the wafer is improved.

上記目的を達成するためになされた、本発明にかかるサセプタは、基体と、前記基体の表面の外周部に形成された壁部と、前記壁部の内側に形成された、ウェーハが載置される凹部と、前記凹部内に配置された一の開口部を有し、他の開口部が基体の側面に形成された、複数の貫通孔と、を備え、前記一の開口部と前記他の開口部が連通していることを特徴としている。 The susceptor according to the present invention, which was made to achieve the above object, comprises a substrate, a wall formed on the outer periphery of the surface of the substrate, and a wafer formed on the inner side of the wall. And a plurality of through holes having one opening disposed in the recess, and the other opening being formed on the side surface of the base body, the one opening and the other opening The openings are in communication with each other.

このように、このサセプタにあっては、従来のサセプタと同様に、サセプタの凹部内に複数の貫通孔が設けられているため、エピタキシャル成長処理中にウェーハ裏面から外方拡散するドーパントが、貫通孔を通じて、サセプタ側面を流れるガスによって排出される。
その結果、外方拡散したドーパントのエピタキシャル膜内への取り込みが抑制され、オートドープによるエピタキシャル膜外周部での抵抗率低下が防止される。また、エピタキシャル成長中、ウェーハ裏面からドーパントの外方拡散が行われるため、ウェーハ裏面表層部のドーパント濃度が低くなり、その後のデバイス工程におけるエピタキシャルウェーハ裏面からのオートドープによる抵抗率変化を抑制することができる。 As described above, in this susceptor, as in the case of the conventional susceptor, since the plurality of through holes are provided in the recess of the susceptor, the dopant diffused outward from the wafer back surface during the epitaxial growth process is a through hole Through the side of the susceptor.
As a result, the uptake of the outdiffused dopant into the epitaxial film is suppressed, and the decrease in resistivity at the outer peripheral portion of the epitaxial film due to the auto doping is prevented. In addition, during the epitaxial growth, since the dopant is diffused outward from the wafer back surface, the dopant concentration in the surface layer of the wafer back surface is lowered, and the change in resistivity due to auto doping from the back surface of the epitaxial wafer in the subsequent device process can be suppressed. it can.

また、このサセプタでは、サセプタ裏面側に貫通孔の開口部が形成されていないため（サセプタ側面に貫通孔の他の開口部が形成されているため）、ランプをサセプタ裏面側に配置しても、貫通孔を通して、前記ランプの光がウェーハ裏面に直接照射されるのを抑制できる。
特に、前記貫通孔の一の開口部が凹部内に配置され、他の開口部が基体の側面に形成され、前記一の開口部と前記他の開口部が連通しているため、貫通孔を通して、前記ランプの光がウェーハ裏面に照射されるのをより抑制することができる。 Also, in this susceptor, since the opening of the through hole is not formed on the susceptor back side (since the other opening of the through hole is formed on the susceptor side), the lamp is disposed on the susceptor back side. The lamp light can be prevented from being directly irradiated to the back surface of the wafer through the through holes.
In particular, since one opening of the through hole is disposed in the recess, the other opening is formed on the side surface of the base body, and the one opening and the other opening communicate with each other, The light from the lamp can be further suppressed from being irradiated to the back surface of the wafer.

このように、貫通孔を通して、前記ランプの光がウェーハ裏面に直接照射されるのを抑制できるため、前記貫通孔の対応するウェーハ部分（貫通孔が位置する部分）の温度ムラを抑制でき、ウェーハの温度の均一性を図ることができる。
また、このウェーハの温度の均一性が向上することにより、ウェーハ表面に形成されるエピタキシャル膜の膜厚や特性（抵抗、ドーパント濃度）の均一性を向上させることができる。また、ウェーハの反り、エピタキシャル膜に色ムラを抑制することができる。 Thus, direct irradiation of the light from the lamp onto the back surface of the wafer can be suppressed through the through hole, so that temperature unevenness of the corresponding wafer portion (portion where the through hole is located) of the through hole can be suppressed. The uniformity of the temperature of the
Further, by improving the uniformity of the temperature of the wafer, the uniformity of the film thickness and characteristics (resistance, dopant concentration) of the epitaxial film formed on the wafer surface can be improved. In addition, warpage of the wafer and color unevenness in the epitaxial film can be suppressed.

ここで、前記貫通孔の一の開口部から基体の中心軸と平行に形成された第１連通孔と、前記貫通孔の他の開口部から基体の底面と平行に形成された第２連通孔とを備え、第１連通孔と第２連通孔とが交差することによって、一の開口部と他の開口部が連通していることが望ましい。
このように、第１連通孔と第２連通孔を形成することによって、一の開口部と他の開口部が容易に連通させることができる。しかも、第１連通孔と第２連通孔とが９０度の角度をもって交差しているため、ランプからの光をより遮光することができる。 Here, a first communication hole formed parallel to the central axis of the base from one opening of the through hole and a second communication hole formed parallel to the bottom of the base from another opening of the through hole Preferably, one opening and another opening are in communication by the intersection of the first communication hole and the second communication hole.
Thus, by forming the first communication hole and the second communication hole, one opening and another opening can be easily communicated. Moreover, since the first communication hole and the second communication hole intersect at an angle of 90 degrees, light from the lamp can be blocked more.

また、第１連通孔の内径が、第２連通孔の内径よりも小さいことが望ましい。
このように、基体の側面に開口する他の開口部の内径（第２連通孔の内径）より、凹部内に開口する一の開口部の内径（第１連通孔の内径）を小さく形成することにより、貫通孔の対応するウェーハ部分の温度ムラをより抑制でき、ウェーハの温度の均一性を損なうことなくウェーハ着脱時のガス流れを確保することができる。 Further, it is desirable that the inner diameter of the first communication hole is smaller than the inner diameter of the second communication hole.
As described above, the inner diameter of the one opening (the inner diameter of the first communication hole) formed in the recess is smaller than the inner diameter of the other opening (the inner diameter of the second communication hole) of the other opening that opens in the side surface of the substrate. Thus, it is possible to further suppress the temperature non-uniformity of the wafer portion corresponding to the through hole, and to secure the gas flow at the time of wafer attachment / detachment without impairing the uniformity of the temperature of the wafer.

具体的には、前記第２連通孔の内径が１．８ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、第１連通孔の内径が１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが望ましい。
また、第１連通孔と前記第２連通孔の長さの和が７０ｍｍ以下であることが望ましい。
さらに、貫通孔の一の開口部が凹部内に同心円状に配置されていることが望ましい。 Specifically, it is desirable that the inner diameter of the second communication hole be 1.8 mm or more and 2 mm or less, and the inner diameter of the first communication hole be 1 mm or more and 1.2 mm or less.
Further, it is preferable that the sum of the lengths of the first communication hole and the second communication hole be 70 mm or less.
Furthermore, it is desirable that one opening of the through hole is arranged concentrically in the recess.

本発明によれば、エピタキシャル成長装置のランプからの光が、サセプタ裏面側から貫通孔を通して、ウェーハ裏面に直接照射されるのを抑制でき、貫通孔の位置に対応するウェーハ部分の温度ムラを抑制し、ウェーハの温度の均一性を向上させることができるサセプタを得ることができる。 According to the present invention, light from the lamp of the epitaxial growth apparatus can be suppressed from being directly irradiated to the wafer back surface through the through hole from the susceptor back surface side, and temperature unevenness of the wafer portion corresponding to the position of the through hole can be suppressed. And a susceptor capable of improving the uniformity of the temperature of the wafer.

図１は、本発明にかかるサセプタの実施形態を示した平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of a susceptor according to the present invention. 図２は、図１に示したサセプタの断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the susceptor shown in FIG. 図３は、図２に示したサセプタの要部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an essential part of the susceptor shown in FIG. 図４は、本発明にかかるサセプタを気相成長装置に設置した場合を示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration view showing a case where a susceptor according to the present invention is installed in a vapor phase growth apparatus.

以下、本発明にかかるサセプタの実施形態を図１乃至図３に基づいて説明する。
図１に示すように、本発明に係るサセプタ１は、円板状の炭素材からなる基体２と、前記基体２の表面の外周部に形成された輪状の壁部３と、前記壁部３の内側に形成された、ウェーハＷが載置（搭載）される凹部４とを備えている。
このサセプタ１の基体２は、炭素材で形成されている場合について説明したが、基体２の表面をＳｉＣ被膜で被覆したものであっても良い。また、基体２は炭化珪素、石英等の材料で形成されたものであっても良い。 Hereinafter, an embodiment of a susceptor according to the present invention will be described based on FIGS. 1 to 3.
As shown in FIG. 1, a susceptor 1 according to the present invention comprises a base 2 made of a disk-like carbon material, an annular wall 3 formed on the outer periphery of the surface of the base 2, and the wall 3. And a recess 4 on the inside of which the wafer W is placed (mounted).
Although the base 2 of the susceptor 1 has been described as being formed of a carbon material, the base 2 may be one in which the surface of the base 2 is coated with a SiC film. Further, the substrate 2 may be formed of a material such as silicon carbide or quartz.

前記壁部３の外周側面３ａは、基体２の側面２ａと同一面上に形成されている。また、前記壁部３の内周側面３ｂによって、基体２に凹部４が形成される。
この凹部４の底面は、前記壁部３の内周側面３ｂから中心方向に形成された（前記壁部３の内周側面３ｂに沿って形成された）、前記ウェーハＷの外周部を載置する平面部４ａと、前記平面部４ａの内方に形成された、基体２の底面方向に凹む、湾曲部４ｂが設けられている。 The outer peripheral side 3 a of the wall 3 is formed on the same plane as the side 2 a of the base 2. Further, a recess 4 is formed in the base 2 by the inner peripheral side 3 b of the wall 3.
The bottom surface of the recess 4 is formed in the center direction from the inner peripheral side 3b of the wall 3 (formed along the inner peripheral side 3b of the wall 3), and the outer peripheral portion of the wafer W is placed A flat portion 4a and a curved portion 4b formed inward of the flat portion 4a and recessed in the direction of the bottom surface of the base 2 are provided.

また、このサセプタ１は、複数の貫通孔５を有している。図１には、２０個の貫通孔５を示しているが、図１は模式的に示したもので、２０個の貫通孔に限定されるものではない。具体的には、直径２００ｍｍのウェーハＷを搭載するサセプタの場合、４個〜６０個の貫通孔５が形成される。 The susceptor 1 also has a plurality of through holes 5. Although 20 through holes 5 are shown in FIG. 1, FIG. 1 is a schematic view and is not limited to 20 through holes. Specifically, in the case of a susceptor on which a wafer W having a diameter of 200 mm is mounted, 4 to 60 through holes 5 are formed.

前記貫通孔５の開口部５ａは、図１に示すように、前記凹部４内の湾曲部４ｂの外周部に、かつ前記壁部３の内周面に沿って（湾曲部４ｂの外周部に沿って）、同心円状に配置されている。前記開口部５ａは、１つの同心円状に配置されていてもよいし、２つ以上の径の同心円状に配置されていてもよい。
即ち、このサセプタ１にウェーハＷを載置した際、前記開口部５ａがウェーハＷの裏面外周部に位置するように形成される。 The opening 5a of the through hole 5 is, as shown in FIG. 1, along the outer peripheral portion of the curved portion 4b in the recess 4 and along the inner peripheral surface of the wall 3 (the outer peripheral portion of the curved portion 4b ), Arranged concentrically. The openings 5a may be arranged concentrically, or may be arranged concentrically with two or more diameters.
That is, when the wafer W is placed on the susceptor 1, the opening 5 a is formed so as to be located at the outer periphery of the back surface of the wafer W.

また、この貫通孔５は、基体２の側面に開口した開口部５ｂが有している。更に、前記貫通孔５開口部５ａから基体２の中心軸と平行に第１連通孔５ａ１が形成され、基体２の側面の開口部５ｂから基体２の底面と平行に第２連通孔５ｂ１が形成されている。
そして、第１連通孔５ａ１と第２連通孔５ｂ１を交差させることにより、開口部５ａと開口部５ｂが連通している。 Further, the through hole 5 has an opening 5 b opened on the side surface of the base 2. Furthermore, a first communication hole 5a1 is formed parallel to the central axis of the base 2 from the through hole 5 opening 5a, and a second communication hole 5b1 is formed parallel to the bottom surface of the base 2 from the opening 5b on the side of the base 2. It is done.
The opening 5a and the opening 5b communicate with each other by intersecting the first communication hole 5a1 and the second communication hole 5b1.

このように、第１連通孔５ａ１と第２連通孔５ｂ１とを交差、連通させることにより、図３に示すように、ランプからの光は、９０度に屈曲した交差部５ｃによって遮光されるため、ウェーハＷの裏面に直接照射されない。その結果、ランプからの輻射熱を抑制でき、前記貫通孔の対応するウェーハ部分（貫通孔が位置する部分）の温度ムラを抑制でき、ウェーハの温度の均一性を図ることができる。 In this manner, by causing the first communication hole 5a1 and the second communication hole 5b1 to intersect and communicate with each other, as shown in FIG. 3, the light from the lamp is blocked by the intersection 5c bent at 90 degrees. , And the back surface of the wafer W is not directly irradiated. As a result, radiation heat from the lamp can be suppressed, temperature unevenness of the corresponding wafer portion (portion where the through hole is located) of the through hole can be suppressed, and uniformity of the temperature of the wafer can be achieved.

また、前記貫通孔を形成することによりサセプタ体積が減少し、サセプタ自体の熱容量が減り、加熱効率が向上し、エピタキシャル膜成長のスループットが向上する。
サセプタ自体の熱容量を減らす方法として、サセプタの厚さを減らすことがあるが、その場合、サセプタ製造時やエピタキシャル処理中に変形する程度が大きくなり、その結果ウェーハの熱均一性が低下するおそれがあるため、好ましくない。
それに対して、前記した貫通孔を設けたサセプタの場合は、同体積で貫通孔のない薄肉化したとサセプタと比べて、厚さが大きく比強度が大きいため、変形の程度が小さく、より好適である。 In addition, by forming the through holes, the susceptor volume is reduced, the heat capacity of the susceptor itself is reduced, the heating efficiency is improved, and the throughput of epitaxial film growth is improved.
As a method of reducing the thermal capacity of the susceptor itself, the thickness of the susceptor may be reduced, but in that case, the degree of deformation during susceptor manufacturing or during epitaxial processing may increase, and as a result, the thermal uniformity of the wafer may be degraded. Unfavorable because there is.
On the other hand, in the case of the susceptor provided with the through holes described above, when the thickness is reduced with the same volume and no through holes, the thickness is large and the specific strength is large, so the degree of deformation is small and more preferable It is.

また、図３に示すように、前記第１連通孔５ａ１の内径（開口部５ａの内径）Ｄａが、第２連通孔５ｂ１の内径（開口部５ｂの内径）Ｄｂよりも小さく形成されているのが望ましい。
前記第１連通孔５ａ１の内径（開口部５ａの内径）Ｄａが、第２連通孔５ｂ１の内径（開口部５ｂの内径）Ｄｂよりも小さく形成されているため、外部からの光の侵入を抑制でき、輻射熱の影響を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 3, the inner diameter Da of the first communication hole 5a1 (the inner diameter of the opening 5a) is smaller than the inner diameter Db of the second communication hole 5b1 (the inner diameter of the opening 5b). Is desirable.
Since the inner diameter (inner diameter of the opening 5a) Da of the first communication hole 5a1 is smaller than the inner diameter Db of the second communication hole 5b1, the penetration of light from the outside is suppressed The effect of radiant heat can be suppressed.

具体的には、第２連通孔５ｂ１の内径Ｄｂが１．８ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、第１連通孔５ａ１の内径Ｄａが１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることが望ましい。
第２連通孔５ｂ１の内径Ｄｂが１．８ｍｍ未満の場合は圧力損失が大きく、ガスの排気効率が低下し、内径Ｄｂが２ｍｍ超の場合はサセプタ強度が低下してしまうため好ましくない。
第１連通孔５ａ１の内径Ｄａが１ｍｍ未満の場合はガスの排出量が低下し、内径Ｄａが１．２ｍｍ超の場合はウェーハの面内温度均一性が悪くなってしまうため好ましくない。 Specifically, it is desirable that the inner diameter Db of the second communication hole 5b1 be 1.8 mm or more and 2 mm or less, and the inner diameter Da of the first communication hole 5a1 be 1 mm or more and 1.2 mm or less.
If the inner diameter Db of the second communication hole 5b1 is less than 1.8 mm, the pressure loss is large, the gas exhaust efficiency is reduced, and if the inner diameter Db is more than 2 mm, the susceptor strength is reduced.
When the inner diameter Da of the first communication hole 5a1 is less than 1 mm, the amount of gas discharge decreases, and when the inner diameter Da exceeds 1.2 mm, the in-plane temperature uniformity of the wafer is unfavorably deteriorated.

更に、第１連通孔５ａ１の長さ寸法Ｌａと、前記第２連通孔５ｂ１の長さ寸法Ｌｂの和が、７０ｍｍ以下になすのが好ましい。
尚、第１連通孔５ａ１の長さ寸法Ｌａとは、凹部４底面に形成された開口部５ａから第２連通孔５ｂ１と接続される部位までの距離である。また、前記第２連通孔５ｂ１の長さ寸法Ｌｂとは、基体２の側面に形成された開口部５ｂから第１連通孔５ａ１と接続される部位までの距離である。 Furthermore, it is preferable that the sum of the length dimension La of the first communication hole 5a1 and the length dimension Lb of the second communication hole 5b1 be 70 mm or less.
The length dimension La of the first communication hole 5a1 is the distance from the opening 5a formed on the bottom of the recess 4 to the portion connected to the second communication hole 5b1. The length dimension Lb of the second communication hole 5b1 is the distance from the opening 5b formed on the side surface of the base 2 to the portion connected to the first communication hole 5a1.

第１連通孔５ａ１の長さ寸法Ｌａと、前記第２連通孔５ｂ１の長さ寸法Ｌｂの和が７０ｍｍを超える場合には、圧力損失が大きく、エピタキシャル成長処理中にウェーハ裏面から外方拡散するドーパントを、貫通孔を通じてサセプタ側面を流れるガスによって排出することができないため、好ましくない。 When the sum of the length dimension La of the first communication hole 5a1 and the length dimension Lb of the second communication hole 5b1 exceeds 70 mm, the pressure loss is large, and the dopant diffused outward from the wafer back surface during the epitaxial growth process Is not preferable because it can not be discharged by the gas flowing on the side of the susceptor through the through hole.

更に、第１連通孔５ａ１の内径が１．８ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、第２連通孔５ｂ１の内径が１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であり、更に第２連通孔５ｂ１の長さが１．２ｍｍ以下３ｍｍ以下であり、更に貫通孔全長が７０ｍｍ以下であることが最も望ましい。
この場合には、最も速やかにガスの排出が可能であり、オートドープやバックサイドノジュールを十分に防ぐことができる。また、使用後になされる、サセプタの洗浄においても、貫通孔５の内部にクリーニングガスも回り込みやすく、不純物を低減できる。 Furthermore, the inner diameter of the first communication hole 5a1 is 1.8 mm or more and 2 mm or less, the inner diameter of the second communication hole 5 b1 is 1 mm or more and 1.2 mm or less, and the length of the second communication hole 5 b1 is 1.2 mm or less It is most preferable that the length is 3 mm or less, and further that the total length of the through holes is 70 mm or less.
In this case, gas can be exhausted most quickly, and auto doping and back side nodules can be sufficiently prevented. In addition, also in cleaning of the susceptor performed after use, the cleaning gas is easily introduced to the inside of the through hole 5, and impurities can be reduced.

次に、前記サセプタ１の作用について、図４に基づいて説明する。
尚、このサセプタ１が用いられる気相薄膜成長装置は、従来の気相薄膜成長において用いられる構成と同様の構成を有するため、その詳細な説明は省略する。また、図４では、気相薄膜成長装置１０の側部から原料ガス、キャリアガスを供給し、装置側部からガスを排出する気相薄膜成長装置を示すが、特にこの装置に限定されるものではなく、気相薄膜成長装置の上部から、原料ガス、キャリアガスを供給し、装置の下部から排出するものであっても良い。 Next, the action of the susceptor 1 will be described based on FIG.
In addition, since the vapor phase thin film growth apparatus using this susceptor 1 has the same configuration as that used in the conventional vapor phase thin film growth, the detailed description thereof will be omitted. Further, FIG. 4 shows a vapor phase thin film growth apparatus which supplies the source gas and the carrier gas from the side of the vapor phase thin film growth apparatus 10 and discharges the gas from the side of the apparatus, but is particularly limited to this apparatus Instead, the source gas and the carrier gas may be supplied from the upper part of the vapor phase thin film growth apparatus and discharged from the lower part of the apparatus.

図４に示すように、気相薄膜成長装置１０にあっては、ウェーハＷを載置するサセプタ１が回転軸１１により回転自在に支持され、前記サセプタ１の上方および下方には、サセプタ１及びその上に載置されるウェーハＷを加熱するランプ１２が配設される。
また、回転軸１１には回転駆動するモータ（図示せず）が接続される。 As shown in FIG. 4, in the vapor phase thin film growth apparatus 10, the susceptor 1 on which the wafer W is mounted is rotatably supported by the rotating shaft 11, and the susceptor 1 and the susceptor 1 are mounted above and below the susceptor 1. A lamp 12 is provided which heats the wafer W placed thereon.
Further, a motor (not shown) that is rotationally driven is connected to the rotating shaft 11.

一方、装置１０の側部には、複数の反応ガス供給口１４、１４が配設され、例えばシラン（ＳｉＨ_４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）等の原料ガス及び水素（Ｈ_２）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）等のキャリアガスの反応ガスが供給される。また、装置１０の側部には未反応ガス等を排気する複数の排気口１３、１３が配設される。 On the other hand, on the side of the apparatus 10, a plurality of reaction gas supply ports 14, 14 are disposed, for example, a raw material gas such as silane (SiH ₄ ) or dichlorosilane (SiH ₂ Cl ₂ ) and hydrogen (H ₂ ), A reaction gas of a carrier gas such as helium (He) or argon (Ar) is supplied. Further, on the side of the apparatus 10, a plurality of exhaust ports 13, 13 for exhausting unreacted gas and the like are disposed.

そして、ウェーハＷ裏面から放出されるドーパントを排出するための貫通孔５が設けられたサセプタ１を使用し、このサセプタ１上にウェーハＷを載置してエピタキシャル膜を形成する。
ガス供給口１４から供給された反応ガスは、装置１０の上方および下方に複数配置されたハロゲンランプ１２によりサセプタ１およびウェーハＷが加熱された装置内を通過し、ウェーハＷ表面にエピタキシャル膜を形成した後、ガス排出口１３、１３から装置１０外に排出される。 Then, using the susceptor 1 provided with the through holes 5 for discharging the dopant released from the back surface of the wafer W, the wafer W is mounted on the susceptor 1 to form an epitaxial film.
The reaction gas supplied from the gas supply port 14 passes through the inside of the apparatus in which the susceptor 1 and the wafer W are heated by the halogen lamps 12 arranged in plurality above and below the apparatus 10, forming an epitaxial film on the surface of the wafer W Then, the gas is discharged to the outside of the apparatus 10 from the gas discharge ports 13, 13.

このとき、装置の横方向に流れる反応ガスの流れによって、サセプタ１の基体２の上面に形成された開口部５ａに負圧が生じ、ウェーハＷ裏面の雰囲気が前記貫通孔５ｂを介して排出される。
即ち、エピタキシャル成長処理中にウェーハＷ裏面から外方拡散するドーパントが、貫通孔５を通じて，サセプタ１の側面を流れるガスによって排出される。 At this time, a negative pressure is generated in the opening 5a formed on the upper surface of the base 2 of the susceptor 1 by the flow of the reaction gas flowing in the lateral direction of the device, and the atmosphere on the back surface of the wafer W is discharged through the through hole 5b. Ru.
That is, the dopant which is diffused outward from the back surface of the wafer W during the epitaxial growth process is discharged through the through holes 5 by the gas flowing on the side surface of the susceptor 1.

その結果、外方拡散したドーパントのエピタキシャル膜内への取り込みが抑制され、オートドープによるエピタキシャル膜外周部での抵抗率低下が防止される。
また、エピタキシャル成長中、ウェーハ裏面からドーパントの外方拡散が行われるため、ウェーハＷ裏面表層部のドーパント濃度が低くなり、その後のデバイス工程におけるエピタキシャルウェーハ裏面からのオートドープによる抵抗率変化を抑制することができる。 As a result, the uptake of the outdiffused dopant into the epitaxial film is suppressed, and the decrease in resistivity at the outer peripheral portion of the epitaxial film due to the auto doping is prevented.
In addition, during epitaxial growth, out diffusion of the dopant is performed from the back surface of the wafer, so the dopant concentration in the back surface layer portion of the wafer W becomes low, and the resistivity change due to auto doping from the back surface of the epitaxial wafer in the subsequent device process is suppressed. Can.

尚、前記したように、このサセプタ１にあっては、サセプタの裏面側に貫通孔の開口部が形成されていないため（サセプタ１の側面２ａに貫通孔５の開口部５ｂが形成されているため）、サセプタ１の裏面側のランプ１２の光が貫通孔を通して、ウェーハ裏面に直接照射されることはなく、輻射熱の影響を抑制することができる。
即ち、前記貫通孔５（開口部５ａ）に対応するウェーハ部分（開口部５ａが位置する部分）の温度ムラを抑制でき、ウェーハＷの温度の均一性を図ることができる。また、このウェーハＷの温度の均一性が向上することにより、ウェーハ表面に形成されるエピタキシャル膜の膜厚や特性（抵抗、ドーパント濃度）の均一性が向上する。また、ウェーハＷの反り、エピタキシャル膜の色ムラを抑制できる。 As described above, in the susceptor 1, the opening of the through hole is not formed on the back surface side of the susceptor (the opening 5 b of the through hole 5 is formed on the side surface 2 a of the susceptor 1) Because the light of the lamp 12 on the back surface side of the susceptor 1 is not directly irradiated to the back surface of the wafer through the through holes, the influence of the radiant heat can be suppressed.
That is, the temperature non-uniformity of the wafer portion (the portion where the opening 5a is located) corresponding to the through hole 5 (the opening 5a) can be suppressed, and the temperature uniformity of the wafer W can be achieved. Further, as the uniformity of the temperature of the wafer W is improved, the uniformity of the film thickness and characteristics (resistance, dopant concentration) of the epitaxial film formed on the wafer surface is improved. In addition, warpage of the wafer W and color unevenness of the epitaxial film can be suppressed.

以下、本発明を実施例に基づき、更に具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例１］
図４に示したような気相薄膜成長装置に、図１に示したようなサセプタを配設した。
このサセプタにおける貫通孔５は、１６個であり、開口部５ａ（第１連通孔５ａ１）の直径（Ｄａ）が、１ｍｍ、開口部５ｂ（第２連通孔５ｂ１）の直径（Ｄｂ）が、２ｍｍ、であり、第１連通孔５ａ１の長さ寸法Ｌａが２ｍｍ、第２連通孔５ｂ１の長さ寸法Ｌｂが３０ｍｍであるものを用いた。尚、前記貫通孔５は、同心円状に等間隔で配置されている。
このサセプタ上に、シリコンウェーハ（直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍ）を載置した。薄膜形成用原料ガスとしてＳｉＨ_４ガスを、キャリアガスとしてＨ_２ガスを用い、ＳｉＨ_４ガス流速１．５リットル／ｍｉｎ、Ｈ_２ガス流速６０リットル／ｍｉｎ、反応温度１０００℃、圧力１５ｔｏｒｒ、ウェーハ（サセプタ）回転速度１２００ｒｐｍの条件下で、前記シリコンウェーハ上に厚さ４μｍのエピタキシャル膜（シリコン結晶薄膜）を形成させた。
そして、ウェーハ面内のエピタキシャル膜厚分布のばらつき、色のムラを測定した。エピタキシャル膜厚は、ウェーハ基板とエピタキシャル層の赤外光に対する屈折率の差を利用した赤外干渉法を用いて測定した。
尚、ウェーハ面内のエピタキシャル膜厚分布のばらつきは、最大膜厚と最少膜厚との差を平均膜厚で除した割合をばらつきとした。また、色ムラは目視で確認した。その結果を表１に示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be more specifically described based on examples, but the present invention is not limited by the following examples.
Example 1
A susceptor as shown in FIG. 1 was disposed in a vapor phase thin film growth apparatus as shown in FIG.
The number of through holes 5 in the susceptor is 16, and the diameter (Da) of the opening 5a (first communication hole 5a1) is 1 mm, and the diameter (Db) of the opening 5b (second communication hole 5b1) is 2 mm. , And the length dimension La of the first communication hole 5a1 is 2 mm, and the length dimension Lb of the second communication hole 5b1 is 30 mm. The through holes 5 are arranged concentrically at equal intervals.
A silicon wafer (diameter 300 mm, thickness 775 μm) was placed on the susceptor. SiH ₄ gas is used as a raw material gas for thin film formation, H ₂ gas is used as a carrier gas, SiH ₄ gas flow rate 1.5 L / min, H ₂ gas flow rate 60 L / min, reaction temperature 1000 ° C., pressure 15 torr, wafer ( Susceptor) A 4 μm-thick epitaxial film (silicon crystal thin film) was formed on the silicon wafer under the conditions of a rotation speed of 1200 rpm.
Then, the variation of the epitaxial film thickness distribution in the wafer plane and the unevenness of color were measured. The epitaxial film thickness was measured using an infrared interference method utilizing the difference in refractive index to infrared light of the wafer substrate and the epitaxial layer.
The variation of the epitaxial film thickness distribution in the wafer plane was taken as the ratio of the difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness divided by the average film thickness. Also, the color unevenness was visually confirmed. The results are shown in Table 1.

［参考例１〜５］
比較例１〜５は、貫通孔５を１６個とし、開口部５ａ（第１連通孔５ａ１）の直径（Ｄａ）、開口部５ｂ（第２連通孔５ｂ１）の直径（Ｄｂ）、第１連通孔５ａ１の長さ寸法Ｌａ、第２連通孔５ｂ１の長さ寸法Ｌｂを、表１に示すように変化させ、実施例１と同様に、ウェーハ面内のエピタキシャル膜厚分布のばらつき、色のムラを測定した。その結果を表１に示す。 [Reference Examples 1 to 5]
In Comparative Examples 1 to 5, the number of through holes 5 is sixteen, the diameter (Da) of the opening 5a (first communication hole 5a1), the diameter (Db) of the opening 5b (second communication hole 5b1), and the first communication The length dimension La of the hole 5a1 and the length dimension Lb of the second communication hole 5b1 are changed as shown in Table 1, and the variation of the epitaxial film thickness distribution in the wafer surface and the unevenness of color Was measured. The results are shown in Table 1.

１サセプタ
２基体
２ａ基体側面
３壁部
３ａ壁部
４凹部
４ａ平面部
４ｂ湾曲部
５貫通孔
５ａ（凹部側）開口部
５ａ１第１連通孔
５ｂ（基体側面側）開口部
５ｂ１第２連通孔
５ｃ交差部
Ｄａ第１連通孔の内径
Ｄｂ第２連通孔の内径
Ｌａ第１連通孔の長さ
Ｌｂ第２連通孔の長さ Reference Signs List 1 susceptor 2 base 2a base side 3 wall 3a wall 4 recess 4a flat 4b curved 5 through hole 5a (recess side) opening 5a1 first communication hole 5b (base side) opening 5b1 second communication hole 5c Crossing part Da Inner diameter Db of first communication hole Inner diameter La of second communication hole La length of first communication hole Lb Length of second communication hole

Claims

基体と、
前記基体の表面の外周部に形成された壁部と、
前記壁部の内側に形成された、ウェーハが載置される凹部と、
前記凹部内に配置された一の開口部を有し、他の開口部が基体の周側面に形成された、複数の貫通孔と、
を備え、
前記一の開口部と前記他の開口部が連通していることを特徴とするサセプタ。 A substrate,
A wall formed on the outer periphery of the surface of the substrate;
A recess formed on the inner side of the wall, in which a wafer is placed;
A plurality of through holes having one opening disposed in the recess and the other opening being formed on the circumferential side surface of the base,
Equipped with
A susceptor characterized in that the one opening and the other opening communicate with each other.

前記貫通孔の一の開口部から基体の中心軸と平行に形成された第１連通孔と、前記貫通孔の他の開口部から基体の底面と平行に形成された第２連通孔とを備え、
第１連通孔と第２連通孔とが交差することによって、一の開口部と他の開口部が連通していることを特徴とする請求項１記載のサセプタ。 It has a first communication hole formed parallel to the central axis of the base from one opening of the through hole, and a second communication hole formed parallel to the bottom of the base from another opening of the through hole. ,
The susceptor according to claim 1, wherein one opening and another opening are in communication by the intersection of the first communication hole and the second communication hole.

前記第１連通孔の内径が、第２連通孔の内径よりも小さいことを特徴とする請求項２記載のサセプタ。 The susceptor according to claim 2, wherein an inner diameter of the first communication hole is smaller than an inner diameter of the second communication hole.

前記第２連通孔の内径が１．８ｍｍ以上２ｍｍ以下であり、第１連通孔の内径が１ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３記載のサセプタ。 The susceptor according to claim 3, wherein an inner diameter of the second communication hole is 1.8 mm or more and 2 mm or less, and an inner diameter of the first communication hole is 1 mm or more and 1.2 mm or less.

第１連通孔と前記第２連通孔の長さの和が７０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至請求項３のいずれかに記載のサセプタ。 The susceptor according to any one of claims 2 to 3, wherein the sum of the lengths of the first communication hole and the second communication hole is 70 mm or less.

前記一の開口部が同心円状に配置されたことを特徴とする請求項１及至請求項３のいずれかに記載のサセプタ。 The susceptor according to any one of claims 1 to 3, wherein the one opening is arranged concentrically.