JPH03146672A - Ｃｖｄ用サセプター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ＣＶＤで使用するサセプターに関する。

（従来の技術） 従来、ＣＶＤ用サセプターどしては、黒鉛又は炭化珪素
の成形体を機械加工したもの、機械加工後に純化処理を
行って表面加工精度を〜（表面粗さ計のプローブ先端径
５μｍにより測定した値がＲａ２〜５μｍ）としたもの
、あるいは上記基材にガラス状炭素、パイロティックグ
ラファイト、炭化珪素を被覆したものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記被覆を施こさないサセプターにおい
ては、ＣＶＤによりウェハ上にシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜を成膜する際に、サセプター表面が粗いために
、外部ヒータ加熱や高周波加熱によりサセプターに与え
られた熱がウェハに均一に伝わらないのでウェハ内ある
いはウェハ間において均一な膜の形成が困難である。ま
た、ガラス状炭素被覆サセプターにおいては、表面が平
坦なために、シリコン酸化膜やシリコン窒化膜を成膜す
る際に、サセプター上に堆積するシリコン酸化膜やシリ
コン窒化膜がサセプター表面から剥がれ形成膜中に取り
込まれる等の欠点があった。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記欠点を解決することを目的としたもので
、以下を要旨とするＣＶＤ用サセプターである。

■、　ウェハの接触部とそれ以外の表面粗さが以下のと
おりである黒鉛基材からなることを特徴とするＣＶＤ用
サセプター。

〔ウェハの接触部の表面粗さ〕

表面粗さ計のプローブ先端径１．５胴により測定した値
がＲａ０．７μｍ以下 〔ウェハの接触部以外の面の表面粗さ〕表面粗さ計のプ
ローブ先端径５μｍにより測定した値がＲａ２〜１０μ
ｍ ２、黒鉛基材にガラス状炭素被覆を施こしてなることを
特徴とする請求項１記載のＣＶＤ用サセプター。

以下、さらに詳しく本発明について説明する。

本発明において、ウェハ接触部とは、ウェハ設置用のポ
ケットがない第４図に示したサセプター１にあっては、
ウェハの半径マイナスＯｎ＋〜プラス１０酊までの範囲
を指しく第４図の符号２）、この範囲ではウェハのエツ
ジ効果によりガスの流れ、プラズマの立ちがたが不均一
となりサセプターに付着するＣＶＤ膜が非常に薄（膜の
剥離は起き得ない。一方、第５図に示したようなウェハ
設置用のポケット６を有するシリコンエピタキシャル用
サセプター５にあっては、そのポケット内を指す。

ウェハの接触部の表面粗さを表面粗さ計のプローブ先端
径１．５　ｎにより測定した値がＲａＯ，７μｍ以下好
ましくはＲａ０．４μｍ以下にすることにより、外部ヒ
ーター及び高周波加熱によりサセプターに与えられた熱
が均一にウェハに伝わり形成膜の均一性が向上する。

ウェハの接触部以外の面の表面粗さを表面粗さ計のプロ
ーブ先端径５μｍにより測定した値がＲａ２〜１０μ―
好ましくはＲａ４〜７μｍにすることによりサセプター
表面に堆積されるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜の剥
離が生じなくなり剥離物質が形成膜中に取込まれなくな
る。

以上のように、ウェハの接触部とそれ以外の面との表面
粗さが異なったものにするには、後述のように、サンド
ペーパーやサンドブラスト等により、表面を粗くしたり
滑らかにしたりすることによって行うことができる。

ここで、表面粗さ計のプローブ先端径５μｍと表面粗さ
計のプローブ先端径１．５　ｍで測定した表面粗さの違
いについて説明する。

第１図に示したような表面形状を持った黒鉛基材がある
とする。これを、表面粗さ計のプローブ先端針５μ−で
測定すると第２図に示したような波形が得られ、表面の
大きなうねりは表面粗さ計の特徴で目立たなくなり、表
面の小さな粗れが測定される。一方、表面粗さ計のプロ
ーブ先端径１、５　ｍで測定すると第３図に示したよう
な波形が得られ、表面の小さな粗れは測定されず表面の
大きなうねりが観察される。

そして、通常、表面粗さ計のプローブ先端径５μ糟で測
定したときＲａが２〜１０ｕｍとなる表面のＲｍａｘは
１５〜５０μ翔であり、また、表面粗さ計のプローブ先
端径１．５籠で測定したときＲａが０．７μｍ以下とな
る表面のＲｍａｘは７μｍ以下となる。

以上のようにして得られた本発明のサセプターはその表
面全面をガラス状炭素で被覆すれば黒鉛ダストの発生が
なく、異物を含まない優れた膜を安定してつくれるよう
にもなる。これを表面粗さを違えていない従来Ｑ黒鉛基
材表面にＣＶＤによって被覆を形成させると、その黒鉛
基材の表面粗さ程度には関係なくコーテイング後の表面
粗さは、表面粗さ計のプローブ先端径１．５鰭により測
定した値がＲａ１μｍ以上になってしまい、ウェハ内あ
るいはウェハ間において均一な膜の形成が困難になって
しまうのである。

次に、図面を参照しながら本発明の製造法の一例を説明
する。

まず、第４図に図示したようなプラズマＣＶＤ用サセプ
ター１を従来どおり表面精度〜で機械加工する。サセプ
ターはこの形状に限定することなく、例えば、パンケー
キ状、毎葉式形状のものであってもよい。このとき、サ
セプターの表面粗さは表面粗さ計の先端径１．５鶴で測
定するとＲａＯ，９〜３μｍとなる。次に、サセプター
のウェハの接触部２のみをサンドペーパー、工業用バッ
トなどの研磨材を用いて表面粗さ計の先端径１．５　ｍ
ｍで測定した表面粗さがＲａＯ，７μｍ以下好ましくは
ＲａＯ，４μｍ以下となるように表面研磨をすれば本発
明のサセプターを得ることができる。

また、サセプター全面をサンドペーパー、工業用バット
等の研磨材を用いて表面粗さ計の先端径１．５鶴で測定
した表面粗さがＲａ０．７μｍ以下好ましくはＲａＯ，
４μｍ以下となるように表面を研磨した後、ウェハの接
触部のみをガムテープ、ボール紙等でマスクしサンドブ
ラスト、サンドベーパー等でそれ以外の面３を表面粗さ
計の先端径５μｍで測定した表面粗さがＲａ２〜ｌＯμ
ｌ以下好ましくはＲａ４〜７μｍ以下となるように表面
をあらすことによっても得ることができる。なお、符号
４はビンである。

第５図に示した形状のシリコンエピタキシャル用サセプ
ター５についても上記手順に準じて製造することができ
る。なお、第５図において、符号６はウェハ設置用のポ
ケット（ウェハの接触部となる部分）、符号７はウェハ
の接触部以外の面、符号８はガス導入口である。

以上のようにして得られた本発明のサセプターの表面は
必要により特公昭５２−３９６８４号公報に記載の方法
を用いてガラス状炭素で被覆する。以下その被覆方法に
ついて簡単に説明する。

ガラス状炭素の原料であるポリ塩化ビニールを不活性化
雰囲気中、３５０〜４５０℃で熱分解しピッチ状の炭素
前駆体を得る。この炭素前駆体をトリクレンなどの有機
溶剤に溶解しサセプター表面に塗布し真空もしくは不活
性化雰囲気中、１０００°Ｃ以上の温度で焼成する。こ
の塗布−焼成工程を繰り返し行ない、サセプター表面を
ガラス状炭素で被覆する。高純度が要求される用途に対
しては、必要に応じて例えば１６００°Ｃ以上で塩素、
フッ素等のハロゲンガスを導入することによって高純度
のサセプターを得ることができる。

（実施例） 以下、実施例と比較例をあげてさらに具体的に本発明を
説明する。

実施例１ 第４図に示すプラズマＣＶＤ用サセプター（８００Ｘ１
５０Ｘ４ｍｍ）を表面積度で機械加工した。このとき表
面粗さ計のプローブ先端径５μｍにより測定した表面粗
さはＲａ４．５７μ信であった。このサセプターのウェ
ハの接触部のみをサンドベーパー（＃１０００）で仕上
げた。このとき表面粗さ計のプローブ径１．５１で測定
したウェハの接触部の表面粗さはＲａ０．６３μ瓢であ
った。

このようにしてウェハの接触部とそれ以外の面の表面粗
さが異なるプラズマＣＶＤ用サセプターをつくった。

実施例２ 実施例１で用いたサセプターのウェハの接触部のみを工
業用パッド（スコッチプライト７４４８）で鏡面に仕上
げた。このとき表面粗さ計のプローブ径１．５鶴で測定
したウェハの接触部の表面粗さはＲａＯ，３７μ−であ
った。

このようにしてウェハ接触部とそれ以外の面の表面粗さ
が異なるプラズマＣＶＤ用サセプターをつくった。

実施例３ 実施例２で用いたサセプターの表面に塩化ビニールを窒
素雰囲気中３９０℃で熱分解しタール状のピッチ炭素前
駆体、を得、トリクレンにこの炭素前駆体を溶解しく１
５重重量）、この溶液をサセプター表面に塗布した後、
真空雰囲気中、１２００’Ｃで焼成した。この塗布−焼
成工程を４回繰り返し行なってガラス状炭素をサセプタ
ー表面に被覆した。ガラス状炭素被覆後のウェハの接触
部の表面粗さは、表面粗さ計のプローブ径１．５龍で測
定した値がＲａＯ，３４μｍで、それ以外の面の表面粗
さは、表面粗さ針のプローブ径５μ−で測定した値がＲ
ａ４．５１μ−であるプラズマＣＶＤ用サセプターをつ
（った。

比較例１ 実施例１において、サセプターのウェハの接触部の面仕
上げを施していないプラズマＣＶＤ用サセプターを製作
した。このサセプターのウェハの接触部の表面粗さは、
表面粗さ計のプローブ先端径１．５鶴で測定した値はＲ
ａ　１．０９μｍであった。

比較例２ 実施例１において、サセプターの全面を工業用パッド（
スコッチブライト７４４Ｂ）で鏡面に仕上げた。このサ
セプターの表面粗さは、表面粗さ計のプローブ先端径５
μｍで測定した値はＲａ　１．２５μｍであった。

比較例３ 比較例２で得られたサセプターの表面を実施例３と同じ
方法で塗布−焼成を４回繰り返し行ないガラス状炭素を
被覆したプラズマＣＶＤ用サセプターをつくった。この
サセプターの表面粗さは、表面粗さ計のプローブ先端径
５μｍで測定した値はＲａ１．０９μｍであった。

上記６例のサセプターの性能を評価するため、第６図に
示すように、４インチＳｉウェハを５枚ずつセットし、
ペルジャー内に入れ外部加熱によりサセプターを３００
　’Ｃで加熱しサセプター間に高周波１３．５６ＭＨｚ
をかけＳｉＨ４とＮＨ３（モル比０．８）を原料ガスと
してペルジャー内に導入し真空度Ｑ、　５　ｔｏｒｒで
高周波プラズマを立て、Ｓｉウェハ上にシリコン窒化膜
を１．２μｍ形成したときの膜厚のバラツキをスティン
エツチング法により調べた。

また、異物ｆｆ１（＞０．３μｍ）と、サセプター間に
付着したシリコン窒化膜の剥がれについて顕微鏡を用い
て測定した。それらの結果を表１に示す。

実施例４ 第５図に示すシリコンエピタキシャル用サセプター（φ
６００Ｘ１６ｍｍ）を表面積度で機械加工し、ウェハの
接触部のみを工業用パッド（スコッチブライト７４４８
）で鏡面に仕上げた。このサセプターの表面にガラス状
炭素を実施例１と同様な方法で被覆した。このとき、ウ
ェハの接触部の表面粗さは、表面粗さ計のプローブ径１
．５　ｍｍで測定した値がＲａ０．３４μｍで、それ以
外の面の表面粗さは、表面粗さ計のプローブ径５μｍで
測定した値はＲａ４．５２μｍであった。

比較例４ 実施例２で得られたサセプター〇ごガラス状炭素被覆を
せず、その代わりに、厚み１００μのＳｉＣをＣＶＤに
よってサセプター全面に被覆してＳｉＣコートサセプタ
ーを得た。このとき、サセプターの表面粗さは、表面粗
さ計のプロニブ１蚤１．５鰭で測定した値がＲａ１．０
５μｍであった。

上記２例のサセプターに、５インチＳｉウェハを１０枚
セットし、高周波１３．５６　Ｍｌｌｚによって１００
０℃に加熱しＨ２をキャリヤーとして５ｉＨａを流し、
Ｓｉウェハ上にシリコンエピタキシャル膜を３０μｍ形
成した時の膜厚のバラツキをスティンエツチング法によ
り測定した。それら“の結果を表１に示す。

（発明の効果） 本発明のＣＶＤ用サセプターを用いてＣＶＤを行うと、
形成膜の均一性が高まるので、形成膜の歩留りが向上し
生産コストを低減させることができる。また、形成膜中
には剥離物質等の異物の混入も少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、黒鉛基材の表面形状の例である。 第４図は、本発明でのプラズマＣＶＤ用サセプターの１
例を示す平面図である。 第５図は、本発明のシリコンエピタキシャル用サセプタ
ーの一例を示すものであり、第５図Ａは平面図、第５図
ＢはＸ−Ｘ断面図である。 第６図は、プラズマＣＶＤ装置の概略斜視図である。 １：プラズマＣＶＤ用サセプター ２：ウェハの接触部 ３：ウェハの接触部以外の面 ４：ピン ：シリコンエピタキシャル用サセプター：ポケット ：ウェハの接触部以外の面 ：ガス導入口 ：　ＣＶＤ用サセプター ：Ｓｌウェハ ：外部ヒーター ：石英管 ：ガス導入口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．ウェハの接触部とそれ以外の面の表面粗さが以下の
   とおりである黒鉛基材からなることを特徴とするＣＶＤ
   用サセプター。 〔ウェハの接触部の表面粗さ〕 表面粗さ計のプローブ先端径１．５ｍｍにより測定した
   値がＲａ０．７μｍ以下 〔ウェハの接触部以外の面の表面粗さ〕 表面粗さ計のプローブ先端径５μｍにより測定した値が
   Ｒａ２〜１０μｍ
2. ２．黒鉛基材にガラス状炭素被覆を施こしてなることを
   特徴とする請求項１記載のＣＶＤ用サセプター。