JP2628394B2 - サセプタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する分野 この発明は半導体ウェハの製造に使用する縦型の気相
成長装置に関し、特に半導体ウェハを支持する半導体ウ
ェハ高周波誘導加熱処理用サセプタの改良に関するもの
である。

従来の技術 半導体工業分野において様々な型の縦型気相成長装置
が使用されている。

一般に、縦型気相成長装置は石英又はステンレス製の
炉の中にディスク状のサセプタを備えている。サセプタ
の下方には高周波コイルが設けられ、コイルによってサ
セプタが加熱される。半導体の基板ウェハがサセプタ上
に載置され、サセプタからの伝熱によって加熱される。
そして原料ガスが炉内に導かれ、サセプタ上に噴射され
る。サセプタを中心軸回りに回転させながら処理を行う
構成になっている。

従来のサセプタは中実のカーボン基材の表面にSiC被
膜をコーティングしたものであった。

発明が解決しようとする課題 中実のカーボン基材の表面にSiC膜をコートしたサセ
プタにおいては次の点が問題になっていた。

１）高周波コイルによる加熱むらのためにサセプタに温
度むらが発生し易かった。例えば1050℃に加熱した時
に、サセプタ中心部と外側部では10℃程度の温度差が存
在した。その場合にエピタキシャル工程が良好に行われ
ずウェハが欠陥が生じ易かった。

２）昇温速度が速いとサセプタに割れが生じることがあ
り、サセプタの耐用寿命が充分でなかった。

３）加熱時にサセプタにそりが生じ、ウェハの品質が低
下することがあった。

以上のような従来技術の欠点を解決して、ウェハの品
質を向上でき、かつ長寿命なサセプタを提供することが
本発明の目的である。

課題を解決するための手段 前述の目的を達成するために、本発明は、カーボン基
体を高周波で誘導加熱する半導体ウェハ高周波誘導加熱
処理用のサセプタにおいて、カーボン基体は、上板と、
その上板の間に中空部を形成する下側部材から成り、カ
ーボン基体の下側部材の下面のみに、上記中空部に通じ
る開孔部が形成されており、かつ、このカーボン基体の
外側表面と上記中空部の内側表面を含めてカーボン基体
の内外の全表面がSiC膜で被覆されていることを特徴と
するサセプタを要旨としている。

発明の実施の形態 本発明のサセプタは、カーボン基体を中空構造とし、
外側の表面のみでなく、その中空部の内側表面にもSiC
膜を被覆している。

本発明においては、サセプタ内部に空隙（中空部）を
設けて、中空カーボン基体の内側表面及び外側表面の両
方にSiC膜をコーティングするのである。SiC膜はCVD法
等によってコーティングする。

カーボン基体は、上板およびその上板との間に中空部
を形成する下側部材（図示例では下板とリブ）から成
る。

カーボン基体の下側部材の下面のみに、カーボン基体
内の空隙に通じる孔を設ける。ウェハ上に供給される処
理用ガスは、通常、炉の下部から排気されるが、サセプ
タの中空部に通じる孔をサセプタの下側部材の下面のみ
に設けることにより、以下の利点がある。すなわち、カ
ーボン基体に吸着した不純物が孔から排出され、処理用
ガスと共にすみやかに排気されるのである。従って、不
純物がサセプタ上に載置されたウェハまで達してウェハ
に悪影響を与えることがない。ただし、孔を設ける場合
にはカーボン基体の内側表面にもSiC膜をコーティング
する必要がある。

カーボン基体を炭素繊維で強化することが望ましい。
炭素繊維で強化することによって加熱時に割れを少なく
できる。

カーボン基体の厚さは内部空隙の0.1〜1.5倍であるこ
とが望ましい。カーボン基体の厚さが空隙の0.1倍未満
であると表面の均熱性が低下するという不都合がある。
1.5倍をこえると変形により、スリップ不良や抵抗値の
ばらつきが起り、ウェハの歩留りが低下するという不都
合がある。

空隙内にリブを設け、強度を高めることが好ましい。

実 施 例 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図にその主要部を示した縦型気相成長装置は本発
明によるサセプタ10を備えている。サセプタ10は、上板
９と下側部材（図示例ではリブ７と下板８）から構成さ
れている。上板９及び下板８は炭素繊維を含んだ炭素質
成形体からなり、表面にSiC膜がコートされている。SiC
膜はCVD法によって上板９、下板８のそれぞれ両面にコ
ートし、その膜厚は例えば80μｍとする。

上板９はディスク型の平板で、その上面は半導体ウェ
ハ20を載せるウェハ載置面になる。

下板８はリブ７をもつディスク状平板である。リブ７
は同心円状に配置されているが、適宜放射状にもリブを
配置する。下板８には多数の孔12が設けてある。

上板９と下板８は熱硬化性樹脂系の接着剤で接合して
ある。上板９と下板８の間にはリブ７で境界づけられた
空隙（中空部）６が形成される。孔12はこの中空部６に
通じている。

サセプタは支持部材14によって炉内で回転可能に支持
されている。

支持部材14の内側にはガス供給管11が設けてある。ガ
ス供給管11の上端には多数のガス排出穴15が設けてあ
る。原料（エピタキシャル）ガスはガス供給管14の下端
から供給され（矢印Ａ）、ガス排出穴15からウェハ20上
に排出される（矢印Ｂ）。

サセプタ10の下方にはガス排気管16が設けてあり、そ
こから原料ガスが炉外に排気される。加熱によってサセ
プタ10内から発生した不純物はサセプタ10の孔12を通っ
て下方に放出され（矢印Ｄ）、原料ガスと共にガス排気
管16から排出される。

サセプタ12の下方には螺旋状（又は同心円状）の高周
波コイル13が配置されており、サセプタを介してウェハ
を加熱する。

なお、気相成長装置のサセプタ以外の部分は従来の構
成を採用できる。

第１図の装置を用いてウェハ処理実験を行った。炉内
を1050℃に加熱した時にサセプタ上面の中心部と外側部
の温度差は１℃程度であった。これはサセプタ内に空隙
を設けたことによって、輻射熱によってもサセプタ上面
が加熱されるだけであると考えられる。このようにサセ
プタ上面の温度むらを低減することによって、ウェハ処
理を良好に行うことができ、ウェハの不良発生率を減少
できた。

なお、本発明は前述の実施例に限定されない。例え
ば、サセプタ上面にはウェハを載置するための座ぐり部
を設けてもよい。

発明の効果 本発明によれば、サセプタ内部を中空構造にすること
によって、カーボン基体の高周波誘導加熱と中空構造と
の作用により、サセプタ上面のウェハ載置面の温度むら
を少なくできる。従って、ウェハの不良発生率を減少で
きる。

このような効果は、中空のサセプタ基体の外面と内面
の両方にSiC膜をコートすることによってより顕著なも
のとなる。その結果、さらに不良発生率を大幅に減少で
きる。

なお、カーボン基体の下面のみに孔を設けると、不純
物ガスの影響をさらに低減できる。

また、サセプタ基体を炭素繊維で強化する場合は、加
熱時の割れ現象を少なくできる。さらに、リブを設ける
ことによってサセプタの変形を小さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による半導体ウェハ高周波誘導加熱用の
サセプタを備えた縦型気相成長装置の一部を示す断面図
である。 ６……空隙 10……サセプタ 12……孔 20……ウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田添 春夫 山形県西置賜郡小国町大字小国町378番 地 東芝セラミックス株式会社小国製造 所内 (56)参考文献 特開 平１−290520（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−58819（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーボン基体を高周波で誘導加熱する半導
   体ウェハ高周波誘導加熱処理用のサセプタにおいて、カ
   ーボン基体は、上板と、その上板の間に中空部を形成す
   る下側部材から成り、カーボン基体の下側部材の下面の
   みに、上記中空部に通じる開孔部が形成されており、か
   つ、このカーボン基体の外側表面と上記中空部の内側表
   面を含めてカーボン基体の内外の全表面がSiC膜で被覆
   されていることを特徴とするサセプタ。