JP5156446B2 - 気相成長装置用サセプタ - Google Patents
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Description
本発明は、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル膜を成長させる気相成長装置に用いられるサセプタに関し、特にシリコンウェーハを載置する際の滑りを防止してサセプタの定位置にウェーハを載置することができる気相成長装置用サセプタに関するものである。
ウェーハ表面に高品質なエピタキシャル膜を成長させる気相成長装置として、いわゆる枚葉式気相成長装置が知られている。
この種の枚葉式気相成長装置では、石英製の通路状のチャンバ内に黒鉛の母材に炭化珪素ＳｉＣをコートした円盤状のサセプタを設けるとともに、このサセプタ上にウェーハを載せ、チャンバ外面に配置したヒータにてウェーハを加熱しながらチャンバ内を通過する各種原料ガスと反応させることで、ウェーハ表面にエピタキシャル膜を成長させる。
ウェーハを載せるサセプタの表面には、ウェーハより一回り大きく、深さがウェーハの厚さ程度の、円形のウェーハポケットと呼ばれる凹部（窪み）が形成され、このウェーハポケットにウェーハを載せる。
ところで、ウェーハとウェーハポケットとの間には反応ガスが通過しうる程度の微小な隙間が存在する。このため、エピタキシャル膜の成膜工程において、ウェーハ裏面の外周領域に数十ｎｍオーダの反応膜が堆積するが、この反応膜の膜厚はウェーハの平坦度に影響を及ぼすことから、できる限り均一にすることが必要とされる。特にデバイスデザインルールの微細化にともない、ウェーハ裏面に形成される反応膜をも考慮したトータルの厚み形状制御が必要となっている。
しかしながら、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心がずれた状態でエピタキシャル膜の成長反応が行われると、ウェーハとウェーハポケットとの隙間寸法が円周方向で不均一となり、その結果ウェーハの平坦度が低下するという問題があった。
ここで、ウェーハをサセプタに載せる際のウェーハ滑りを防止するものとして、サセプタのウェーハ載置面を平坦面とするとともに、ローディングする際のガス抜き用の貫通孔（孔径１０ｍｍ）を、載置面の全面に開口面積率５〜１０％となるように形成したものが知られている（特許文献１）。
しかしながら、貫通孔の開口面積率が大きいサセプタや、孔径が大きいサセプタに、超平坦度のウェーハを落とし込むと、貫通孔間でガスの抜ける速さのバランスが崩れ、却ってウェーハの滑りが生じることが判明した。これは、高平坦度のウェーハを高精度で作り込まれたウェーハポケットに載せると、ウェーハとウェーハポケットとの間の微小な間隙（ナノメータレベル）がより小さくなり、ローディング時のガス抜きは専ら貫通孔のみから行われることが原因であると考えられ、このウェーハ滑りの問題は、特に高精度で作り込んだウェーハポケットに、大口径・超平坦度のウェーハをベルヌイチャックで落とし込む場合に顕著に現われる。
本発明が解決しようとする課題は、シリコンウェーハを載置する際の滑りを防止して、サセプタの定位置にウェーハを載置することができる気相成長装置用サセプタを提供することである。
請求項１に記載の発明は、表面から内部に向かって窪み、シリコンウェーハを載置するウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
前記ウェーハポケットは底面と同底面の外周に形成されウェーハを支持する支持面と同支持面の外周に形成されサセプタ表面に延びる側面と
前記底面の最外周に一列形成され且つ前記底面に向かって拡開する傾斜面を有する環状溝と同環状溝から前記サセプタの裏面に貫通して延び、開口面積が２．０〜３．０ｍｍ２、前記底面に対する開口率が０．２５〜０．５％の複数のガス抜き孔とを有することを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
前記ウェーハポケットは底面と同底面の外周に形成されウェーハを支持する支持面と同支持面の外周に形成されサセプタ表面に延びる側面と
前記底面の最外周に一列形成され且つ前記底面に向かって拡開する傾斜面を有する環状溝と同環状溝から前記サセプタの裏面に貫通して延び、開口面積が２．０〜３．０ｍｍ２、前記底面に対する開口率が０．２５〜０．５％の複数のガス抜き孔とを有することを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
請求項２に記載の発明は、前記傾斜面が、前記溝に形成された前記ガス抜き孔の外周側及び内周側の両側に形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
請求項３に記載の発明は、前記傾斜面が、前記溝に形成された前記ガス抜き孔の内周側にのみ形成され、前記ガス抜き孔は前記底面の最外周に形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
請求項４に記載の発明は、前記環状溝が、前記傾斜面の上端に縦壁面を有することを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
請求項５に記載の発明は、前記ガス抜き孔が、前記サセプタ本体の表面側の開口が裏面の開口に対して前記サセプタ本体の回転方向前側に位置するように、傾斜して形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
請求項６に記載の発明は、前記シリコンウェーハの口径は３００ｍｍ以上であることを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
請求項７に記載の発明は、前記支持面は、前記底面の最外周縁と前記側面の下端縁を結ぶ段部からなることを特徴とする気相成長装置用サセプタである。
本発明に係る気相成長装置用サセプタよれば、シリコンウェーハを載置する際の滑りが防止でき、サセプタの定位置にウェーハを載置することができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第１実施形態》
図１は、シリコンウェーハＷ（以下、単にウェーハＷとも言う）の表面にエピタキシャル膜を成長させる枚葉式気相成長装置１を示す模式的断面図であり、ドーム取付体５に上側ドーム３と下側ドーム４とを取り付けてなるエピタキシャル膜形成室２を有する。この上側ドーム３および下側ドーム４は石英等の透明な材料からなり、装置１の上方および下方に複数配置された加熱源であるハロゲンランプ６ａ，６ｂによりサセプタ１０およびウェーハＷが加熱される。
図１は、シリコンウェーハＷ（以下、単にウェーハＷとも言う）の表面にエピタキシャル膜を成長させる枚葉式気相成長装置１を示す模式的断面図であり、ドーム取付体５に上側ドーム３と下側ドーム４とを取り付けてなるエピタキシャル膜形成室２を有する。この上側ドーム３および下側ドーム４は石英等の透明な材料からなり、装置１の上方および下方に複数配置された加熱源であるハロゲンランプ６ａ，６ｂによりサセプタ１０およびウェーハＷが加熱される。
サセプタ１０は、回転軸７に連なる支持アーム８によってその下面の外周部が嵌合支持され、回転軸７の駆動により回転する。サセプタ１０の材質は特に限定されないが、たとえば炭素基材の表面にＳｉＣを被膜したものが好ましく採用され、その形状については後述する。
なお、サセプタ１０へウェーハＷを搬入したり、サセプタ１０からウェーハＷを搬出したりする方式としては特に限定されず、ベルヌイチャックや真空チャックを用いてウェーハを支持しウェーハポケットに落とし込むことで移載するタイプや、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを昇降させ、前記ウェーハをウェーハポケットに移載するタイプの何れも適用することができる。
ドーム取付体５の側面には第１ガス供給口１１と第２ガス供給口１２とが設けられ、これに対向するドーム取付体５の側面には第１ガス排出口１３と第２ガス排出口１４が設けられている。第１ガス供給口１１からはＳｉＨＣｌ3等のＳｉソースを水素ガスで希釈し、それにドーパントを微量混合してなる反応ガスが形成室２内に供給され、供給された反応ガスはウェーハＷの表面を通過してエピタキシャル膜成長後、第１ガス排出口１３より装置１外に排出される。
なお、第２ガス供給口１２からは水素ガスなどのキャリアガスがサセプタ１０の下面側に向かって供給され、このキャリアガスの下流側に設けられた第２ガス排出口１４より装置１外に排出される。これによりウェーハ裏面から放出されたドーパントをより効果的に装置１外へ排出することができる。ただし、第２ガス供給口１２及び第２ガス排出口１４を必要に応じて省略することもできる。また、第２ガス供給口１２を設けて水素ガスなどのキャリアガスを形成室２内に供給する場合に、第２ガス排出口１４を設けずにエピタキシャル成長用の反応ガス等を排出する第１ガス排出口１３を兼用してもよい。
次に本実施形態に係るサセプタ１０の構成について説明する。
図２（Ａ）は本実施形態に係るサセプタを示す半平面図、図２（Ｂ）はIIB-IIB線に沿う半断面図、図２（Ｃ）は本実施形態に係る環状溝１０５を示す平面図、図２（Ｄ）はIID-IID線に沿う断面図、図２（Ｅ）はIIE-IIE線に沿う断面図である。
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、本例のサセプタ１０の上面には、ウェーハＷの外径より１〜5mm大きい径の凹部からなるウェーハポケット１０１が形成されている。
このウェーハポケット１０１は、ウェーハＷの外周部Ｗ１のみに接触してウェーハＷを支持するための傾斜した支持面１０２と、当該支持面１０２を取り囲む縦壁である側面１０３と、支持面１０２の内側に形成された底面１０４とで構成され、ウェーハＷは、その中央部分においてウェーハ裏面Ｗ２と底面１０４との間に所定の隙間を有するように、その外周部Ｗ１が支持面１０２に載置される。
なお、本例の支持面１０２は、図２（Ｂ）に示すように傾斜面に形成することでウェーハＷの外周部Ｗ１との接触を線接触にしたが、支持面１０２を水平面に形成してウェーハＷの外周部Ｗ１との接触を面接触にしたり、支持面１０２に微細な凹凸を形成してウェーハＷの外周部Ｗ１との接触を点接触にしたりすることもできる。
本実施形態のサセプタ１０には、底面１０４の最外周に一列だけ、当該サセプタ１０の上面に向かって拡開する傾斜面１０５ａを有する環状溝１０５が形成されている。図２（Ｃ）〜（Ｅ）に環状溝１０５の一部を拡大して示す。
本例の環状溝１０５は、溝構造を構成する底部１０５ｂと、この底部１０５ｂの両側に形成された２つの傾斜部１０５ａを有し、環状溝１０５の底部１０５ｂの所定間隔ごとに、サセプタ１０の裏面に貫通するガス抜き孔１０６が複数形成されている。
このガス抜き孔１０６は、一つの開口面積が２．０〜３．０ｍｍ２の長方形や楕円などからなる貫通孔であり、一つのサセプタ１０に形成されたガス抜き孔１０６の開口率（ガス抜き孔１０６の開口面積の総和の、サセプタ１０の底面１０４の面積に対する比率）が０．２５〜０．５％となるようにガス抜き孔１０６の数と間隔が設定されている。
本例のガス抜き孔１０６は、ローディング時においてウェーハＷを石英板に載せて搬入した後、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置する際に、ウェーハＷとウェーハポケット１０１との間にあるガスをサセプタ１０の下面へ抜き、ウェーハＷの滑りを防止するための貫通孔である。
本例のサセプタ１０は、ウェーハＷの外周部Ｗ１が接触する支持面１０２の内側の底面１０４の最外周に一列だけ、比較的小径（２．０〜３．０ｍｍ２）のガス抜き孔１０６を比較的小さい開口率（０．２５〜０．５％）で形成したので、ウェーハＷのローディング時において、高精度に作り込まれたウェーハポケット１０１の支持面１０２に大口径・超平坦度のウェーハＷを載置しても、ウェーハＷと底面１０４との間のガスはこれらのガス抜き孔１０６から均一に抜け、滑りが生じることなく、目標位置、すなわちサセプタ１０の中心とウェーハＷの中心が一致するように載せることができる。ウェーハＷがサセプタ１０の中心に載ることで、ウェーハＷと支持面１０２との隙間が円周方向に均一になり、その結果、ウェーハＷの裏面Ｗ２の外周部に形成される反応膜の膜厚が円周方向で均一になる。
特に本例では、サセプタ１０の底面１０４の最外周に１列の環状溝１０５を設け、ここにガス抜き孔１０６を形成したので、以下のガス抜き効果を奏する。すなわち、ウェーハＷをサセプタ１０上方より載置する際に、ウェーハ裏面Ｗ２とサセプタ１０上面との隙間のキャリアガス（水素）はサセプタ１０の外周方向またはガス抜き孔の方向へ向かって流れて排出しようとする。ここで、ウェーハ裏面Ｗ２の中央部付近のキャリアガスは、ウェーハポケット１０１の側面１０３へ向かって放射状の流れとなる。
ガス抜き孔が形成されていない従来のサセプタにあっては、ウェーハポケット１０１の底面１０４の最外周より支持面１０２に至る縦壁部分で放射状の流れが反転し、ウェーハ裏面Ｗ２の中央部へ向かう流れができ、ガス（圧）の滞留が生じ、放射状のガスの流れは外周部で乱流となる。また、サセプタ１０の全面にガス抜き孔が均等に形成された従来のサセプタにあっては、外周部へ向かう放射状の流れがほとんどないか、サセプタ外周部のみに部分的にガス抜き孔が形成された場合には放射状の流れができるが、何れにしてもサセプタ１０の面内で全て均一な流れにならず、ウェーハＷの円周方向に見た場合、ガス抜き孔が形成された部分と形成されていない部分とで速度および滞留状態にバラツキが生じる。
また、開口面積率が小さく且つ孔径が大きければ、全体のガスの排出バランスが崩れ、ガスが抜ける速度が孔の位置により大きく変化してウェーハは水平に落下せず、圧力差により横方向へずれウェーハは目標位置からずれてしまう。開口面積率が大きく、孔径も大きければ、ガスが抜ける速度が早すぎて、サセプター支持面にウェーハは線状に接触するだけなので、ウェーハがはねやすく、目標位置からずれてしまう不具合が発生しやすくなる。
これに対し、本例のサセプタ１０は、底面１０４の最外周に環状溝１０５を設け、ここにガス抜き孔１０６を形成した事により、ウェーハポケット１０１の支持面１０２の近傍でキャリアガスが滞留しない、安定した放射状のガス排出流れとなる。さらに、環状溝１０５の空間があることにより、排出されるキャリアガスのバッファ機能を果たすことになりガス流速を安定させることができる。このバッファ機能は、環状溝１０５の形状も関係し、表層側に傾斜面１０５ａを有する幅広構造やガス抜き孔１０６が環状溝１０５に沿った長方形又は楕円形の長孔の方が各部分での圧力バランスがとれて、排出の変動なく徐々に排出させることができる。
２つの傾斜部１０５ａは、水平面より5度から30度傾けて形成する事によりガス流速を安定させる事が出来る。
また、溝構造１０５の空間は、ウェーハ裏面とサセプタ１０の底面１０４の空間の体積の１％〜１０％で有る。好ましくは、３％〜７％である。
図３は、本実施形態のサセプタ１０に載置することで、中心が一致したウェーハＷにエピタキシャル膜を成長させ、そのウェーハ裏面Ｗ２の外周縁から２ｍｍの位置の反応膜の膜厚を測定した結果を示すグラフであり、同図に示すとおり円周方向（横軸）全周にわたって±５ｎｍの均一性が確認された。またこれの比較例として、特許文献１に記載されたサセプタの貫通孔を、上記本実施形態のサセプタ１０のガス抜き孔に代えて形成したものに、同じ口径のウェーハＷを載せ、同じ気相成長装置を用いて同じ条件でエピタキシャル膜を成長させ、そのウェーハ裏面Ｗ２の外周縁から２ｍｍの位置の反応膜の膜厚を測定した結果も同図に示した。比較例のウェーハは、円周方向２３０°付近と、円周方向６０°の部分の反応膜の膜厚の差は、３倍以上となっており、ウェーハの中心がウェーハポケットの中心からずれた状態で載置され、この部分の隙間が大きくなっていることが確認された。
本実施形態のサセプタ１０は、上述したようにウェーハＷの滑りを防止して目標位置に載置することができる結果、裏面に形成される反応膜の膜厚が均一になり、ウェーハのトータル的な平坦度が向上する。
また、これ以外にも以下の付帯的効果を奏する。
すなわち、本例のサセプタ１０は、比較的小径（２．０〜３．０ｍｍ２）のガス抜き孔１０６を比較的小さい開口率（０．２５〜０．５％）で形成したので、ガス抜き孔１０６が存在することによるウェーハＷの温度分布が均一になり、その結果、温度差が原因で生じるスリップが低減できるとともに、エピタキシャル膜の膜厚変動の変動が著しく低減できる。更に、徐々に排出させることができるので、裏面にサセプタ接触によるキズがつきにくいというさらなる効果も奏する。
《他の実施形態》
図４（Ａ）は、本発明の他の実施形態を示す半断面図、図４（Ｂ）は環状溝１０５を示す拡大平面図である。
図４（Ａ）は、本発明の他の実施形態を示す半断面図、図４（Ｂ）は環状溝１０５を示す拡大平面図である。
上述した第１実施形態に係る環状溝１０５は、底部１０５ｂの内周側と外周側の両側に２つの傾斜面１０５ａを形成したが、本例では外周側の傾斜面を省略し、底部１０５ｂの内周側にのみ傾斜面１０５ａを形成する。これにともない、ガス抜き孔１０６をウェーハポケット１０１の底面１０４の最外周に形成する。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同一である。
本例では、ガス抜き孔１０６をさらに外周側に設けた事により、ウェーハをサセプタに載置する際、外側に流れたガスが縦壁部に衝突したのちに内側に跳ね返ろうとするが、ガス抜き孔１０６がより縦壁に近接した位置に形成されているので、よりスムーズな吸収排出効果を奏する。
なお、ガス抜き孔１０６を底面１０４の最外周に形成する場合、図５に示すようにガス抜き孔１０６の内周側の壁を、傾斜部１０５ａと縦壁１０５ｃを有する構造とすることもできる。図５は本発明のさらに他の実施形態を示す半断面図である。これにより、ウェーハＷを載せたときの当該ウェーハＷとサセプタ１０との空間を狭くすることができ、サセプタとウェーハの温度差が低減され、ウェーハ面内の温度均一性が向上し、スリップ欠陥の発生が抑制できる。また、温度分布の調整代も広くすることができる。
図６（Ａ）は本発明のさらに他の実施形態に係るサセプタを示す半平面図、図６（Ｂ）は溝を示す拡大平面図、図６（Ｃ）はVIC-VIC線に沿う断面図である。
上述した第１実施形態では、ガス抜き孔１０６をサセプタ１０の主面に対して直角方向に形成したが、本例のガス抜き孔１０６は、サセプタ１０の気相成長装置における回転方向に傾斜するよう形成する。すなわち、図６（Ａ）及び（Ｃ）に示す矢印の方向がサセプタ１０の回転方向とすると、同図（Ｃ）に示すようにガス抜き孔１０６の上部開口が下部開口に対して回転方向前側になるように傾斜させる。これにより、サセプタ１０が回転した状態でガス抜き孔１０６から外部のガスが逆流してくるのを防止できる。
次に、上述した実施形態において、ガス抜き孔１０６の開口面積を２．０〜３．０ｍｍ２、底面１０４の面積に対するガス抜き孔１０６の開口率を０．２５〜０．５％としたことの根拠を実施例及び比較例に基づいて説明する。
《実施例１》
図２に示す構造のサセプタについて、口径３００ｍｍのシリコンウェーハを載置できるように、底面の直径を２９７ｍｍ、ガス抜き孔のサイズを縦２．５×横０．８ｍｍ（開口面積を２．０ｍｍ２）、ガス抜き孔の開口率を０．２５％とした。
図２に示す構造のサセプタについて、口径３００ｍｍのシリコンウェーハを載置できるように、底面の直径を２９７ｍｍ、ガス抜き孔のサイズを縦２．５×横０．８ｍｍ（開口面積を２．０ｍｍ２）、ガス抜き孔の開口率を０．２５％とした。
環状溝１０５が、底面１０４の最外周に1列形成され、この底部１０５ｂの両側に形成された２つの傾斜部１０５ａを有し、前記環状溝の底面部分にガス抜き孔１０６を、１３０個形成した。
このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを１００枚、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量をＣＣＤカメラでサセプタ上方より観察し、計測した。ズレ量が±０．３ｍｍ以内であったウェーハ枚数が９５枚以上のものを○、７５枚以下であるものを×として載置安定性を評価した。なお、同時にスリップ欠陥の発生、エピタキシャル膜の膜厚分布、エピタキシャル膜の比抵抗分布およびライフタイムも測定し、載置安定性が○であってもこれらウェーハ品質の何れかが良好でないものは△とした。
《実施例２》
実施例１においてガス抜き孔の開口率を０．５％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口率を０．５％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《実施例３》
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を３．０ｍｍ２としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を３．０ｍｍ２としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《実施例４》
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を３．０ｍｍ２、ガス抜き孔の開口率を０．５％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を３．０ｍｍ２、ガス抜き孔の開口率を０．５％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例１》
サセプタの底面にガス抜き孔を形成しなかったこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
サセプタの底面にガス抜き孔を形成しなかったこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例２》
実施例１においてガス抜き孔の底面に対する開口率を０．１％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の底面に対する開口率を０．１％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例３》
実施例１においてガス抜き孔の底面に対する開口率を０．８％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の底面に対する開口率を０．８％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例４》
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を１．０ｍｍ２としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を１．０ｍｍ２としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例５》
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を４．０ｍｍ２とし、ガス抜き孔の底面に対する開口率を０．８％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を４．０ｍｍ２とし、ガス抜き孔の底面に対する開口率を０．８％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例６》
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を２１７ｍｍ２、ガス抜き孔の底面に対する開口率を５％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を２１７ｍｍ２、ガス抜き孔の底面に対する開口率を５％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
《比較例７》
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を４３３ｍｍ２、ガス抜き孔の底面に対する開口率を１０％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
実施例１においてガス抜き孔の開口面積を４３３ｍｍ２、ガス抜き孔の底面に対する開口率を１０％としたこと以外は実施例１と同じ条件でサセプタを作製し、このサセプタに口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させ、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量を測定した。
以上の実施例１〜４及び比較例１〜７の結果を表１及び図７に示す。
実施例１〜４の結果から、ガス抜き孔１０の開口面積を２．０〜３．０ｍｍ２、ガス抜き孔１０６の開口面積の総和を底面１０４の面積の０．２５〜０．５％とすると、口径３００ｍｍのシリコンウェーハを、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンを降下させ、サセプタ１０の上部からウェーハポケット１０１に載置させた際に、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量が限りなくゼロに近いことが確認された。
これに対して、比較例１，２，６，７については載置安定性が×であり（比較例６及び７についてはスリップ欠陥、エピタキシャル膜の膜厚分布、エピタキシャル膜の比抵抗分布の何れも満足すべきものではなかった）、上記の範囲を逸脱したガス抜き孔の場合には、ウェーハの中心とウェーハポケットの中心とのズレ量が大きくなることが確認された。また、比較例３〜５については、載置安定性は良好であったが、比較例３及び５についてはスリップ欠陥が発生し、比較例４についてはライフタイムが満足すべきものではなかった。
Ｗ…ウェーハ
Ｗ１…ウェーハ外周部
Ｗ２…ウェーハ裏面
１０…サセプタ
１０１…ウェーハポケット
１０２…支持面
１０３…側面
１０４…底面
１０５…環状溝
１０５ａ…傾斜面
１０５ｂ…底部
１０６…ガス抜き孔
Ｗ１…ウェーハ外周部
Ｗ２…ウェーハ裏面
１０…サセプタ
１０１…ウェーハポケット
１０２…支持面
１０３…側面
１０４…底面
１０５…環状溝
１０５ａ…傾斜面
１０５ｂ…底部
１０６…ガス抜き孔
Claims (7)
- 表面から内部に向かって窪み、シリコンウェーハを載置するウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
前記ウェーハポケットは、
底面と、
前記底面の外周に形成されウェーハを支持する支持面と、
前記支持面の外周に形成されサセプタ表面に延びる側面と、
前記底面の最外周に一列に形成され且つ前記底面に向かって拡開する傾斜面を有する環状溝と、
前記環状溝から前記サセプタの裏面に貫通して延び、開口面積が２．０〜３．０ｍｍ２、前記底面に対する開口率が０．２５〜０．５％の複数のガス抜き孔と、を有することを特徴とする気相成長装置用サセプタ。 - 請求項１に記載の気相成長装置用サセプタにおいて、
前記傾斜面は、前記環状溝に形成された前記ガス抜き孔の外周側及び内周側の両側に形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。 - 請求項１に記載の気相成長装置用サセプタにおいて、
前記傾斜面は、前記環状溝に形成された前記ガス抜き孔の内周側にのみ形成され、前記ガス抜き孔は前記底面の最外周に形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。 - 請求項３に記載の気相成長装置用サセプタにおいて、
前記環状溝は、前記傾斜面の上端に縦壁面を有することを特徴とする気相成長装置用サセプタ。 - 請求項１〜４のいずれか一項に記載の気相成長装置用サセプタにおいて、
前記ガス抜き孔は、前記サセプタの表面側の開口が裏面の開口に対して前記サセプタの回転方向前側に位置するように、傾斜して形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。 - 請求項１〜５のいずれか一項に記載の気相成長装置用サセプタにおいて、
前記シリコンウェーハの口径は３００ｍｍ以上であることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。 - 請求項１〜６のいずれか一項に記載の気相成長装置用サセプタにおいて、
前記支持面は、前記底面の最外周縁と前記側面の下端縁を結ぶ段部からなることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
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