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技術 サセプタおよびエピタキシャルウェハの製造装置

出願人 SUMCOTECHXIV株式会社株式会社小松製作所
発明者 錦戸浩一中村元宜広沢敦彦飯田昇佐藤憲彦永戸厚亀井利之
出願日 2007年2月6日 (13年5ヶ月経過) 出願番号 2007-027113
公開日 2007年9月20日 (12年9ヶ月経過) 公開番号 2007-243167
状態 未査定
技術分野 気相成長(金属層を除く) CVD 結晶、結晶のための後処理
主要キーワード 外縁側面 内周縁近傍 略筒状部材 略四角錐状 確認用センサ 略三日月形状 単位区画 平面視略円弧状
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2007年9月20日)のものです。
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図面 (18)

課題

解決手段

サセプタ2に、基板ウェハWよりも大きい外形を有する略円板状のウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面22Aおよびこの内周面22Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面22Bを有する略リング板状の周縁部22と、を設けている。気相成長制御部23を、内周面23Aが周縁部22の内周面22Aに倣い、かつ、上面23Bが周縁部22の上面22Bに倣う状態で、SiC被膜と比べて反応ガスとの反応が抑制されるSiO2により形成して設けている。

概要

背景

近年、半導体素子高集積化に伴い、半導体中の結晶欠陥、特に表面および表面近傍の結晶欠陥の低減が重要になってきている。このため、基板ウェハの表面に結晶性に優れたエピタキシャル膜気相成長させたエピタキシャルウェハ需要が年々高まってきている。
そして、このようなエピタキシャルウェハの製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。

この特許文献1に記載のものは、サセプタの表面に、半導体結晶基板(以下、基板と称す)を載置させるための座ぐり部が形成されている。
また、基板を座ぐり部に載置させた状態で基板の上面からサセプタの表面に至る寸法を段差量hとして定義するとともに、この段差量hについて、単結晶薄膜周縁部での平均成長速度を中心部での平均成長速度とほぼ等しくするための最適値(以下、最適段差量h0と称す)を把握する。
そして、座ぐり部の深さD0を、基板の厚さdと、最適段差量h0と、の和によって一時的に定めている。

特開2003−12397号公報(第2頁右欄−第5頁左欄)

概要

基板ウェハの表面外周部におけるエピタキシャル膜の膜厚ばらつきを抑制できるサセプタおよびエピタキシャルウェハの製造装置を提供すること。サセプタ2に、基板ウェハWよりも大きい外形を有する略円板状のウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面22Aおよびこの内周面22Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面22Bを有する略リング板状の周縁部22と、を設けている。気相成長制御部23を、内周面23Aが周縁部22の内周面22Aに倣い、かつ、上面23Bが周縁部22の上面22Bに倣う状態で、SiC被膜と比べて反応ガスとの反応が抑制されるSiO2により形成して設けている。

目的

本発明の目的は、基板ウェハの表面外周部におけるエピタキシャル膜の膜厚ばらつきを抑制可能なサセプタおよびエピタキシャルウェハの製造装置を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜気相成長させてエピタキシャルウェハを製造する際に前記基板ウェハが載置されるサセプタであって、前記基板ウェハが載置されるウェハ載置部と、このウェハ載置部の周縁を囲む状態に設けられた周縁部と、この周縁部の少なくとも一部分に設けられ、前記ウェハ載置部に載置される基板ウェハのベベル部および表面外周部における気相成長の速度を制御する気相成長制御部と、を備えていることを特徴とするサセプタ。

請求項2

請求項1に記載のサセプタであって、前記周縁部は、前記ウェハ載置部を囲む状態に起立する内周面と、この内周面の上端から前記ウェハ載置部の載置面に沿って外側に延出形成される上面とを備え、前記気相成長制御部は、前記周縁部の前記一部分における内周面および上面のうち少なくともいずれか一方に、前記エピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成されて設けられていることを特徴とするサセプタ。

請求項3

請求項2に記載のサセプタであって、前記気相成長制御部は、前記周縁部の内周面に倣う内周面と、前記周縁部の上面に倣う上面とを有し、前記気相成長制御部の内周面の少なくとも一部は、他の周縁部の内周面よりも、前記ウェハ載置部の載置中心側に突出していることを特徴とするサセプタ。

請求項4

基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェハを製造する際に前記基板ウェハが載置されるサセプタであって、前記基板ウェハが載置されるウェハ載置部と、このウェハ載置部を囲む状態に起立する内周面およびこの内周面の上端から前記ウェハ載置部の載置面に沿って外側に延出形成される上面を有する周縁部と、前記周縁部に形成され、前記ウェハ載置部の中心から外側に向かう方向の長さ寸法の異なる幅広部及び幅狭部を備え、前記エピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成されて設けられている気相成長制御部と、を備えていることを特徴とするサセプタ。

請求項5

請求項2ないし請求項4のいずれかに記載のサセプタであって、前記気相成長制御部は、前記周縁部に嵌着され、前記材料から成る部品として構成されていることを特徴とするサセプタ。

請求項6

請求項2から請求項5のいずれかに記載のサセプタであって、前記気相成長制御部は、前記反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料を離散的パターン状に露出させて構成されていることを特徴とするサセプタ。

請求項7

請求項1に記載のサセプタであって、前記気相成長制御部は、他の周縁部の上面よりも単位区画あたりの表面積が大きな低平坦度部として構成されていることを特徴とするサセプタ。

請求項8

請求項1に記載のサセプタであって、前記周縁部は、上面がウェハ載置部に倣う略リング状に形成された周縁本体部と、この周縁本体部の上面の一部から上方に向けて突出する突出部とを備え、前記気相成長制御部は、前記周縁本体部における前記突出部以外の部分であり、前記ウェハ載置部に基板ウェハを載置した際に前記基板ウェハの端面が露出する状態に形成されていることを特徴とするサセプタ。

請求項9

請求項1から請求項8のいずれかに記載のサセプタであって、前記気相成長制御部は、前記ウェハ載置部に載置された前記基板ウェハの結晶方位に対応する状態で設けられていることを特徴とするサセプタ。

請求項10

基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェハを製造するエピタキシャルウェハの製造装置であって請求項1から請求項9のいずれかに記載のサセプタと、このサセプタが内部に配置され、前記基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスを内部に供給可能とする反応容器と、前記エピタキシャル膜を気相成長させる際に前記基板ウェハを加熱するための加熱装置と、を備えていることを特徴とするエピタキシャルウェハの製造装置。

技術分野

0001

本発明は、サセプタおよびエピタキシャルウェハ製造装置に関する。

背景技術

0002

近年、半導体素子高集積化に伴い、半導体中の結晶欠陥、特に表面および表面近傍の結晶欠陥の低減が重要になってきている。このため、基板ウェハの表面に結晶性に優れたエピタキシャル膜気相成長させたエピタキシャルウェハの需要が年々高まってきている。
そして、このようなエピタキシャルウェハの製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。

0003

この特許文献1に記載のものは、サセプタの表面に、半導体結晶基板(以下、基板と称す)を載置させるための座ぐり部が形成されている。
また、基板を座ぐり部に載置させた状態で基板の上面からサセプタの表面に至る寸法を段差量hとして定義するとともに、この段差量hについて、単結晶薄膜周縁部での平均成長速度を中心部での平均成長速度とほぼ等しくするための最適値(以下、最適段差量h0と称す)を把握する。
そして、座ぐり部の深さD0を、基板の厚さdと、最適段差量h0と、の和によって一時的に定めている。

0004

特開2003−12397号公報(第2頁右欄−第5頁左欄)

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、上述したような特許文献1のような構成では、所定の条件でエピタキシャルウェハを製造すると、基板ウェハの結晶方位が(100)のベベル部での気相成長の速度が(110)のベベル部での速度よりも速くなり、(100)のベベル部の吸い込みが大きくなる。ここで、ベベル部の吸い込みとしては、表面外周部上方の反応ガスの吸い込みと、表面外周部からの成長途中のエピタキシャル膜の吸い込みと、が考えられる。そして、このように反応ガスが吸い込まれると、表面外周部に供給される反応ガスの量が減り、表面外周部の膜厚が薄くなる。また、成長途中のエピタキシャル膜が吸い込まれると、同様に表面外周部の膜厚が薄くなる。
このため、(110)の表面外周部の外縁方向への膜厚分布が略均一であっても、(100)の表面外周部の膜厚が外縁に向かうに従って薄くなるという問題がある。

0006

本発明の目的は、基板ウェハの表面外周部におけるエピタキシャル膜の膜厚ばらつきを抑制可能なサセプタおよびエピタキシャルウェハの製造装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明のサセプタは、基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェハを製造する際に前記基板ウェハが載置されるサセプタであって、前記基板ウェハが載置されるウェハ載置部と、このウェハ載置部の周縁を囲む状態に設けられた周縁部と、この周縁部の少なくとも一部分に設けられ、前記ウェハ載置部に載置される基板ウェハのベベル部および表面外周部における気相成長の速度を制御する気相成長制御部と、を備えていることを特徴とする。

0008

ここで、気相成長制御部は、周縁部の少なくとも一部分に設けられるが、ウェハ載置部に載置される基板ウェハの結晶方位との関係が重要であり、基板ウェハのエピタキシャル層のベベル部における気相成長の速度が、結晶方位によって異なるため、結晶方位に対応した気相成長の抑制又は促進を図ることにより、前記目的を達成するものである。具体的には、基板ウェハの結晶方位により、表面外周のベベル部の気相成長速度が異なることにより、膜厚分布がばらつくため、膜厚が薄い部分では、気相成長を促進するような気相成長制御を行い、膜厚が厚い部分では、気相成長を抑制するような気相成長制御を行うことにより、膜厚分布を均一にすることが可能となる。
また、気相成長制御部は、周縁部を構成する材料の材質や、ウェハ載置部を構成する材料の材質とは異なる材料によって構成したり、同様の材質を用いても異なる表面形状とすることにより構成することができる。

0009

このような発明によれば、ウェハ載置部の周縁に設けられた周縁部の少なくとも一部分に、ウェハ載置部に載置される基板ウェハのベベル部および表面外周部、すなわち基板ウェハのエッジ部(以下、ウェハエッジ部と称す)における気相成長の速度を制御する気相成長制御部を設けているので、この気相成長制御部の近傍に位置するウェハエッジ部の気相成長速度を他の部分とは異なる状態で制御して、気相成長制御部近傍の表面外周部における外縁方向の膜厚分布を気相成長制御部を設けない場合とは異なる膜厚分布とすることが可能となる。
このことにより、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることが可能となり、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制可能となる。

0010

さらに、本発明では、前記周縁部は、前記ウェハ載置部を囲む状態に起立する内周面と、この内周面の上端から前記ウェハ載置部の載置面に沿って外側に延出形成される上面とを備え、前記気相成長制御部は、前記周縁部の前記一部分における内周面および上面のうち少なくともいずれか一方に、前記エピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成されて設けられていることが好ましい。
このような発明によれば、周縁部に、ウェハ載置部を囲む状態に起立する内周面と、この内周面の上端からウェハ載置部の載置面に沿って外側に延出形成される上面とを設けている。そして、この周縁部の一部分における上面および内周面のうち少なくともいずれか一方に、反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成された気相成長制御部を設けている。
例えば、反応ガスとの反応を促進する材料により気相成長制御部を形成した場合、以下のような作用により、気相成長制御部近傍のベベル部の気相成長速度を、気相成長制御部を設けない場合と比べて遅くすることが可能となる。
すなわち、気相成長制御部近傍に供給される反応ガスは、相対的に多くが気相成長制御部で反応して、この気相成長制御部近傍のウェハエッジ部にほとんど流れない。
一方、このような気相成長制御部を設けない場合、周縁部に供給される反応ガスは、その一部がウェハエッジ部に流れる。つまり、気相成長制御部近傍のウェハエッジ部に供給される反応ガスの量を、気相成長制御部を設けない場合と比べて少なくすることが可能となる。このため、気相成長制御部で積極的に反応ガスが捕捉されるので、上述したように、気相成長制御部近傍のベベル部の気相成長速度を、気相成長制御部を設けない場合と比べて遅くすることが可能となる。
したがって、気相成長制御部近傍のベベル部における吸い込みを大きくすることにより、気相成長制御部近傍の表面外周部の外縁側の膜厚を、気相成長制御部が存在しない場合よりも薄くする状態に制御することが可能となる。
また、例えば、反応ガスとの反応を抑制する材料により気相成長制御部を形成した場合、以下のような作用により、気相成長制御部近傍のベベル部の気相成長速度を、気相成長制御部を設けない場合と比べて速くすることが可能となる。
すなわち、気相成長制御部近傍に供給される反応ガスは、相対的に多くが気相成長制御部で反応せずに、この気相成長制御部近傍のウェハエッジ部に流れる。
一方、このような気相成長制御部を設けない場合、周縁部に供給される反応ガスは、その一部がウェハエッジ部に流れる。つまり、気相成長制御部近傍のウェハエッジ部に供給される反応ガスの量を、気相成長制御部を設けない場合と比べて多くすることが可能となる。このため、気相成長制御部で反応ガスが反応しない状態で滞留し、ウェハエッジ部の反応ガス濃度が上がるので、上述したように、気相成長制御部近傍のベベル部の気相成長速度を、気相成長制御部を設けない場合と比べて速くすることが可能となる。
したがって、気相成長制御部近傍のベベル部における吸い込みを小さくすることにより、気相成長制御部近傍の表面外周部の外縁側の膜厚を、気相成長制御部が存在しない場合よりも厚くする状態に制御することが可能となる。
よって、気相成長制御部を反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成するだけで、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることが可能となり、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制可能となる。

0011

さらに、本発明では、前記気相成長制御部は、前記周縁部の内周面に倣う内周面と、前記周縁部の上面に倣う上面とを有し、前記気相成長制御部の内周面は、他の周縁部の内周面よりも、前記ウェハ載置部の載置中心側に突出していることが好ましい。
このような発明によれば、気相成長制御部の内周面が他の周縁部の内周面よりもウェハ載置部の載置中心側に突出しているので、気相成長制御部の内周面からウェハ載置部の中心までの距離を他の周縁部の内周面と同じにする構成と比べて、気相成長制御部に供給されるがウェハエッジ部の方向に流れる反応ガスをより確実にウェハエッジ部に到達させることが可能となる。よって、表面外周部における膜厚のばらつきがより効率的に抑制可能となる。

0012

また、本発明のサセプタは、基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェハを製造する際に前記基板ウェハが載置されるサセプタであって、前記基板ウェハが載置されるウェハ載置部と、このウェハ載置部を囲む状態に起立する内周面およびこの内周面の上端から前記ウェハ載置部の載置面に沿って外側に延出形成される上面を有する周縁部と、前記周縁部に形成され、前記ウェハ載置部の中心から外側に向かう方向の長さ寸法の異なる幅広部及び幅狭部を備え、前記エピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成されて設けられている気相成長制御部と、を備えていることを特徴とする。

0013

このような発明によれば、前記周縁部に形成され、前記ウェハ載置部の中心から外側に向かう方向の長さ寸法の異なる幅広部及び幅狭部を備え、反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料により形成された気相成長制御部を設けている。
例えば、気相成長制御部を反応ガスとの反応を促進する材料により形成した場合、気相成長制御部の幅広部に供給されてウェハエッジ部の方向に流れる反応ガスの量を、気相成長制御部の幅狭部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量よりも少なくすることが可能となる。
このことにより、幅広部近傍に位置するベベル部の気相成長速度を幅狭部近傍に位置するベベル部と比べてより遅くする状態に制御して、このベベル部における吸い込みを大きくすることにより、幅広部近傍の表面外周部の外縁側の膜厚を幅狭部近傍よりもより薄くする状態に制御することが可能となる。
また、気相成長制御部を反応ガスとの反応を抑制する材料により形成した場合、幅広部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量を、幅狭部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量よりも多くすることが可能となる。
このことにより、幅広部近傍に位置するベベル部の気相成長速度を幅狭部近傍に位置するベベル部と比べてより速くする状態に制御して、このベベル部における吸い込みを小さくすることにより、幅広部近傍の表面外周部の外縁側の膜厚を幅狭部近傍よりもより厚くする状態に制御することが可能となる。
よって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることが可能となり、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制可能となる。

0014

そして、本発明では、前記気相成長制御部は、前記周縁部に嵌着され、前記材料から成る部品として構成されていることが好ましい。
このような発明によれば、気相成長制御部を薄膜状に設ける構成と比べて、基板ウェハのエッチング処理に対する耐久性を向上させることが可能となる。
このことにより、気相成長制御部を薄膜状に設ける構成と比べて、より長期間の使用が可能となる。

0015

また、本発明では、前記気相成長制御部は、前記反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料を離散的パターン状に露出させて構成されていることが好ましい。
このような発明によれば、気相成長制御部を反応ガスとの反応を促進もしくは抑制する材料を離散的パターン状に露出させて構成しているので、連続的パターン状に露出させる構成と比べて、気相成長制御部の所定の部分にシリコン膜が形成された場合に膜が気相成長制御部全体に広がるのを抑制できる。
このことにより、気相成長制御部を連続的パターン状に露出させる構成と比べて、例えばシリコン膜を除去する処理をすることなく、より長時間の使用が可能となる。

0016

また、本発明では、前記気相成長制御部は、他の周縁部の上面よりも単位区画あたりの表面積が大きな低平坦度部として構成されていることが好ましい。
ここで、単位区画とは、一定寸法区画した例えば、矩形状や円形状の領域面積を意味し、単位区画あたりの表面積が大きいということは、当該区画における平坦度が低い、すなわち、例えば、他の周縁部の上面が平坦面であった場合、気相成長制御部では、これよりも凹凸状態の大きな粗面状に形成されていることを意味する。
このような発明によれば、気相成長制御部を他の周縁部の上面よりも単位区画あたりの表面積が大きな低平坦度部として構成しているので、この低平坦度部に低平坦度以外の部分(以下、高平坦度部と称す)と比べて反応ガスが吸着しやすくなり、高平坦度部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量を、低平坦度部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量よりも多くすることが可能となる。
このことにより、高平坦度部近傍に位置するベベル部の気相成長速度を低平坦度部近傍に位置するベベル部と比べてより速くする状態に制御して、このベベル部における吸い込みを小さくすることにより、高平坦度部近傍の表面外周部の外縁側の膜厚を低平坦度部近傍よりもより厚くする状態に制御することが可能となる。よって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることが可能となり、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制可能となる。

0017

また、本発明では、前記周縁部は、上面がウェハ載置部に倣う略リング状に形成された周縁本体部と、この周縁本体部の上面の一部から上方に向けて突出する突出部とを備え、前記気相成長制御部は、前記周縁本体部における前記突出部以外の部分であり、前記ウェハ載置部に基板ウェハを載置した際に前記基板ウェハの端面が露出する状態に形成されていることが好ましい。
このような発明によれば、周縁部における気相成長制御部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量を、突出部に供給されてウェハエッジ部の方向に流される反応ガスの量よりも多くできる。
したがって、気相成長制御部近傍に位置するベベル部の気相成長速度を突出部近傍に位置するベベル部と比べてより速くして、ベベル部での吸い込みを小さくすることにより、気相成長制御部近傍の表面外周部の膜厚を突出部近傍のものよりもより厚くする状態に制御することが可能となる。よって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることが可能となり、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制可能となる。

0018

さらに、本発明では、前記気相成長制御部は、前記ウェハ載置部に載置された前記基板ウェハの結晶方位に対応する状態で設けられていることが好ましい。
このような発明によれば、気相成長制御部を基板ウェハの結晶方位に対応する状態で設けているので、結晶方位に依存する表面外周部における膜厚のばらつきをより確実に抑制可能となる。

0019

そして、本発明のエピタキシャルウェハの製造装置は、基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェハを製造するエピタキシャルウェハの製造装置であって、請求項1から請求項9のいずれかに記載のサセプタと、このサセプタが内部に配置され、前記基板ウェハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスを内部に供給可能とする反応容器と、前記エピタキシャル膜を気相成長させる際に前記基板ウェハを加熱するための加熱装置と、を備えていることを特徴とする。

0020

このような発明によれば、エピタキシャルウェハの製造装置に上述した作用効果を奏するサセプタを用いている。
このことにより、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制されたエピタキシャルウェハを製造可能なエピタキシャルウェハの製造装置を提供できる。

発明を実施するための最良の形態

0021

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔エピタキシャルウェハの製造装置の構成〕
図1は、エピタキシャルウェハの製造装置1を模式的に示す断面図である。
製造装置1は、基板ウェハW上にエピタキシャル膜EPを気相成長させてエピタキシャルウェハEPWを製造する枚葉式の製造装置である。この製造装置1は、直径寸法が200mmのエピタキシャルウェハEPWの製造装置として構成されている。なお、直径寸法が200mm以上のエピタキシャルウェハEPWを対象とした製造装置1としてもよい。この製造装置1は、図1に示すように、サセプタ2と、反応容器3と、加熱装置4と、を備える。
ここで、この第1実施形態、および、後述する第2〜第7実施形態において、表面外周部とは、基板ウェハWの外縁およびこの外縁から5mmの間の領域を意味しているが、基板ウェハWの直径にかかわらず上述した領域に限るものでなく、例えば外縁から1mmや7mmといった領域を意味する場合もある。

0022

サセプタ2は、具体的には後述するが、基板ウェハWが載置される部材であり、反応容器3内部に設置される。

0023

反応容器3は、サセプタ2が内部に設置され、内部に反応ガスを供給可能に構成されている。そして、反応ガスをサセプタ2上に載置された基板ウェハWに供給することで、基板ウェハWの表面上にエピタキシャル膜EPを気相成長させる。この反応容器3は、図1に示すように、上側ドーム31と、下側ドーム32と、ドーム取付体33と、サセプタ支持部34とを備える。
上側ドーム31および下側ドーム32は、石英等の透光性部材から構成され、平面視略中央部分が反応容器3の内部から外側に向けて窪む略凹状に形成されている。
ドーム取付体33は、上方および下方が開放された略筒状部材から構成され、上方側の開口部分および下方側の開口部分にて上側ドーム31および下側ドーム32を支持するものである。そして、ドーム取付体33に上側ドーム31および下側ドーム32を取り付けることで、図1に示すように、反応容器3内部に反応室3Aが形成される。
このドーム取付体33において、その側面には、図1に示すように、反応ガス供給管331および反応ガス排出管332が設けられている。そして、これら反応ガス供給管331および反応ガス排出管332は、反応室3Aおよび反応容器3外部を連通するように形成されている。

0024

反応ガス供給管331および反応ガス排出管332は、反応容器3の上方側に対向配置するように設けられる。そして、このような構成では、反応ガス供給管331を介して反応容器3外部から反応室3A内に反応ガスを供給すると、サセプタ支持部34にて支持されたサセプタ2上の基板ウェハWの表面を水平に反応ガスが流通するとともに、反応ガス排出管332を介して反応室3A内の反応ガス等が反応容器3外部に排出される。
ここで、反応ガスとしては、エピタキシャル膜EPを気相成長させるためのシリコン原子を含んだ原料ガスの他、キャリアガスを混合させたものを採用できる。原料ガスとしては、気相成長させるエピタキシャル膜EPに応じたものを採用すればよく、例えば、シリコンソースであるSiHCl3およびボロンドーパントソースであるB2H6を水素ガス希釈した混合反応ガスを採用できる。また、キャリアガスとしては、例えば水素を含んだものを採用できる。

0025

サセプタ支持部34は、石英等の透光性部材から構成され、反応容器3の下側ドーム32の略中央部分から反応室3A内に突出し、サセプタ2を水平状態で反応容器3内に設置するとともに、ウェハをサセプタ2に設置するものである。そして、このサセプタ支持部34は、例えば、外部の図示しない制御装置による制御の下、回転軸Rを中心として回転自在に構成されている。このサセプタ支持部34は、図1に示すように、サセプタ支持部本体341と、ウェハ昇降部342とを備える。
サセプタ支持部本体341は、下側ドーム32の略中央部分から反応室3A内に突出する基部341Aと、基部341Aの上方側端部から、反応室3A内にてドーム取付体33の内側面に近接する方向に延出する3つの延出部341Bとを備える。そして、サセプタ支持部本体341は、3つの延出部341Bの先端部分が上方に向けて延出し、この先端部分にてサセプタ2の下面外周縁部分を3点で支持する。サセプタ支持部本体341がサセプタ2を支持することで、サセプタ2は、反応室3A内に水平状態で設置される。
なお、サセプタ支持部本体341の形状は、上述したものに限らず、延出部341Bを3つ以上形成してもよく、延出部341Bを基部341Aの上方側端部から放射状に拡がる平面視円形状となるように形成してもよい。

0026

ウェハ昇降部342は、サセプタ支持部34の基端部分を囲うように筒状に形成された基部342Aと、基部342Aの上方側端部から、反応室3A内にてドーム取付体33の内側面に近接する方向に延出する3つの延出部342Bと、3つの延出部の先端部分に取り付けられ上方に向けて延びる3つのピン状部材342Cとを備える。
このウェハ昇降部342は、回転軸Rを中心として回転自在に構成されているとともに、サセプタ支持部本体341に対して上下方向に進退自在に構成されている。そして、ウェハ昇降部342が上下方向に進退移動することで、ピン状部材342Cの先端部分がサセプタ2の後述するピン挿通孔21Bを介して基板ウェハWに当接し、この基板ウェハWを上下方向に移動させる。
すなわち、本実施形態の製造装置1は、この製造装置1へのウェハ搬入搬出を行う図示しない搬送治具とサセプタ2間の移載方式が、ウェハ下面をピン状部材342Cにて支持してウェハ昇降部342の進退移動によりウェハを移載するタイプで構成されている。
なお、ウェハ昇降部342を省略し、製造装置1へのウェハ搬入、搬出を行う前記搬送治具とサセプタ2間の移載方式として、ベルヌイチャック方式または前記搬送治具の昇降方式によりウェハを移載するタイプを採用してもよい。

0027

加熱装置4は、反応容器3の上方側および下方側にそれぞれ配設され、反応容器3の上側ドーム31および下側ドーム32を介して、サセプタ2上に載置された基板ウェハW、およびサセプタ2を放射熱により加熱し、基板ウェハWを所定温度に設定するものである。この加熱装置4としては、例えば、ハロゲンランプ赤外ランプ等を採用できる。なお、加熱装置4としては、放射熱により加熱するものの他、誘導加熱により基板ウェハWを加熱する高周波加熱方式を採用してもよい。

0028

〔サセプタの構成〕
図2は、サセプタ2の概略構成を示す図であり、(A)はサセプタ2の上面図であり、(B)は(A)におけるB−B線の断面図であり、(C)は(A)におけるC−C線の断面図である。

0029

サセプタ2は、図2(A)に示すように、例えば炭素基材により基板ウェハWよりも大きい外形を有する略円板状に形成され、基板ウェハWが載置される載置面21Aを有するウェハ載置部21を備えている。
ここで、基板ウェハWのウェハエッジ部WEには、結晶方位が(100)となる第1ウェハエッジ部WE10と、(110)となる第2ウェハエッジ部WE11と、が約45°間隔で円周方向に交互に並んだ状態で設けられている。第1ウェハエッジ部WE10は、ウェハエッジ部WEに切り欠き形成されたノッチWdを基準とした反時計回りの角度(以下、ノッチ基準角度と称す)が45°、135°、225°、315°の位置に設けられている。第2ウェハエッジ部WE11は、ノッチ基準角度が0°、90°、180°、270°の位置に設けられている。

0030

ウェハ載置部21には、図2(A),(B)に示すように、サセプタ支持部34を構成するウェハ昇降部342のピン状部材342Cを挿通可能とする3つのピン挿通孔21Bが形成されている。また、ウェハ載置部21には、図2(A),(C)に示すように、軸方向が上下方向と交差する3つの空気孔21Cが形成されている。
なお、空気孔21Cの代わりに、上下方向略中央に軸方向が左右方向と略一致する部分を有する空気孔21Dや、軸方向が上下方向と略一致する空気孔21Eを設ける構成としてもよい。

0031

また、ウェハ載置部21には、中心がウェハ載置部21の中心と略一致し、かつ、ノッチWdが常に特定の位置に位置する状態(以下、特定載置状態と称す)で、基板ウェハWが載置される。
さらに、ウェハ載置部21には、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面22Aと、この内周面22Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面22Bと、を有する略リング板状の周縁部22が一体的に設けられている。

0032

周縁部22の少なくとも内周面22Aおよび上面22Bには、例えばSiC被膜コーティングされている。また、周縁部22における特定載置状態で載置された基板ウェハWのノッチWdに対向するノッチ対向部22Cを基準とした反時計回りの角度(以下、ノッチ対向部基準角度と称す)が45°、135°、225°、315°となる内周縁近傍部分には、この部分を円弧方向の略中央とした平面視略三日月形状の嵌合溝22Dがそれぞれ形成されている。すなわち、周縁部22には、基板ウェハWの第1ウェハエッジ部WE10に対向する部分に嵌合溝22Dが形成され、第2ウェハエッジ部WE11に対向する部分に嵌合溝22Dが形成されていない。
ここで、嵌合溝22Dは、ノッチ基準角度が0°、90°、180°、270°の位置に第1ウェハエッジ部WE10が設けられた基板ウェハWを載置対象とする場合、ノッチ対向部基準角度が0°、90°、180°、270°の位置に形成される。

0033

嵌合溝22Dには、SiCと比べて反応ガスとの反応が抑制される材料である石英すなわちSiO2から成る、嵌合溝22Dの形状に対応する平面視略三日月形状の部品として構成された気相成長制御部23が取り付けられている。すなわち、嵌合溝22Dには、内周面23Aが周縁部22の内周面22Aに倣い、かつ、上面23Bが周縁部22の上面22Bに倣う状態で、気相成長制御部23が取り付けられている。また、気相成長制御部23は、ノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°の部分における上面23Bの上面22Bに倣う方向の長さが最も長く、これらの部分から離間するに従って上面23Bの上面22Bに倣う方向の長さが短くなる状態に取り付けられている。
なお、気相成長制御部23としては、SiO2で形成する構成に限らず、SiCと比べて反応ガスとの反応が抑制される材料、例えばSiNなどの材料で形成する構成としてもよい。

0034

〔エピタキシャルウェハの製造装置の動作〕
次に、上述した製造装置1の動作として、エピタキシャルウェハEPWの製造処理を説明する。

0035

先ず、上述したウェハの移載方式により、図示しない搬送治具を移動させるとともにウェハ昇降部342のピン状部材342Cを進退移動させることで、基板ウェハWをサセプタ2のウェハ載置部21に特定載置状態で載置する。ここで、搬送治具に図示しない高精度位置確認用センサを取り付けて、基板ウェハWを確実に特定載置状態で載置する構成が望ましい。
そして、加熱装置4により高温に加熱された反応室3A内に反応ガス供給管331を介してH2ガスを供給し、高温のガスエッチングにより基板ウェハW表面の自然酸化膜を除去する。

0036

この後、以下に示すように、基板ウェハW上にエピタキシャル膜EPを気相成長させる。
すなわち、先ず、加熱装置4により、基板ウェハWを所望の成長温度に加熱する。
そして、回転軸Rを中心としてサセプタ支持部34を回転させながら、反応ガス供給管331を介して基板ウェハWの表面上に水平に反応ガスを供給する。このようにして気相成長を実施することにより、基板ウェハWの表面上にエピタキシャル膜EPが形成され、エピタキシャルウェハEPWが製造される。

0037

〔エピタキシャルウェハの製造装置の作用〕
次に、上述したエピタキシャルウェハEPWの製造装置1の作用を説明する。
ここで、エピタキシャルウェハEPWの中心からの距離が96mm、97mm、98mm、99mmの位置のそれぞれの膜厚から、95mmの位置の膜厚を減じて95mmの位置の膜厚で除した値を、膜厚変化割合と称して説明する。
図3は、エピタキシャルウェハEPWの製造装置1の作用を説明するための実験に用いた実施例1,2,3のサセプタ500,510,520の上面図である。図4は、実施例1のサセプタ500を用いたエピタキシャルウェハEPWの製造時における第1ウェハエッジ部WE10の状態およびエピタキシャル膜EPの膜厚分布を示す図である。図5は、エピタキシャルウェハEPWの製造装置1の作用を説明するための実験に用いた比較例のサセプタ700の上面図である。図6は、比較例のサセプタ700を用いたエピタキシャルウェハEPWの製造時における第1ウェハエッジ部WE10の状態およびエピタキシャル膜EPの膜厚分布を示す図である。図7は、実施例1のサセプタ500を用いて製造したエピタキシャルウェハEPWにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。図8は、実施例2のサセプタ510を用いて製造したエピタキシャルウェハEPWにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。図9は、実施例3のサセプタ520を用いて製造したエピタキシャルウェハEPWにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。図10は、比較例のサセプタ700を用いて製造したエピタキシャルウェハEPWにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。

0038

先ず、エピタキシャルウェハEPWの製造装置1の作用を説明するための実験に用いた実施例1,2,3のサセプタ500,510,520の構成を説明する。

0039

実施例1,2,3のサセプタ500,510,520は、本発明を適用したサセプタ2と同様の構成を有し、図3に示すように、ウェハ載置部21と、周縁部502,512,522と、を備える。
周縁部502,512,522の少なくとも内周面502A,512A,522Aおよび上面502B,512B,522Bには、SiC被膜がコーティングされている。また、周縁部502,512,522のノッチ対向部502C,512C,522Cを基準としたノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°となる内周縁近傍部分には、この部分を円弧方向の略中央とした平面視略円弧状の嵌合溝502D,512D,522Dがそれぞれ形成されている。
ここで、嵌合溝502Dは、幅Lが2mmかつ角度θが45°の形状に形成されている。また、嵌合溝512Dは、幅Lが2mmかつ角度θが20°の形状に形成されている。さらに、嵌合溝522Dは、幅Lが5mmかつ角度θが20°の形状に形成されている。
そして、嵌合溝502D,512D,522Dには、SiO2から成る嵌合溝502D,512D,522Dの形状に対応する平面視略円弧状の部品として構成された気相成長制御部503,513,523が取り付けられている。

0040

次に、実施例1のサセプタ500を用いて製造したエピタキシャルウェハEPWのエピタキシャル膜EPの形成状態について説明する。なお、実施例2,3のサセプタ510,520を用いた場合のエピタキシャル膜EPの形成状態も実施例1のサセプタ500を用いた場合と同様なので、ここでは説明を省略する。

0041

実施例1のサセプタ500に、ノッチ基準角度が45°、135°、225°、315°の位置に設けられた第1ウェハエッジ部WE10と、ノッチ基準角度が0°、90°、180°、270°の位置に設けられた第2ウェハエッジ部WE11と、を有する基板ウェハWを特定載置状態で載置する。そして、この基板ウェハW上にエピタキシャル膜EPを気相成長させて、エピタキシャルウェハEPWを製造した場合、基板ウェハWにおける例えばノッチ基準角度が90°となる第2ウェハエッジ部WE11近傍には、気相成長制御部503ではなくSiC被膜がコーティングされた周縁部502の上面502Bが存在するので、ここでは図示しないが、上面502Bに向けて供給される反応ガスG1(以下、周縁供給反応ガスG1と称す。図4参照)は、相対的に多くが上面502Bで反応して基板ウェハWの方向に流れない。また、基板ウェハWに向けて供給される反応ガスG2(以下、ウェハ供給反応ガスG2と称す。図4参照)は、基板ウェハWに向けて供給される。
そして、第2ウェハエッジ部WE11に周縁供給反応ガスG1が到達せずにウェハ供給反応ガスG2のみが到達するため、この第2ウェハエッジ部WE11のベベル部におけるエピタキシャル膜EPの気相成長の速度が所定の速度となり、ベベル部の吸い込みが所定の大きさとなる。これにより、第2ウェハエッジ部WE11の表面外周部における膜厚分布が略均一となる。

0042

また、基板ウェハWにおける例えばノッチ基準角度が45°となる第1ウェハエッジ部WE10近傍には、SiCと比べて周縁供給反応ガスG1との反応が抑制されるSiO2で形成された気相成長制御部503が存在するので、図4に示すように、気相成長制御部503に向けて供給される周縁供給反応ガスG1は、一部が気相成長制御部503で反応せずに第1ウェハエッジ部WE10の方向に流れる。さらに、ウェハ供給反応ガスG2は、基板ウェハWに向けて供給される。
そして、第1ウェハエッジ部WE10に周縁供給反応ガスG1およびウェハ供給反応ガスG2が到達するため、この第1ウェハエッジ部WE10のベベル部WE101におけるエピ
シャル膜EPの気相成長の速度がウェハ供給反応ガスG2のみが到達する場合と比べて速くなり、ベベル部WE101の吸い込みが小さくなる。これにより、第1ウェハエッジ部
WE10の表面外周部WE102における外縁側の膜厚が気相成長制御部503を設けない場
合と比べて厚くなる。
また、後述するが、第1ウェハエッジ部WE10にウェハ供給反応ガスG2のみが到達する場合、第2ウェハエッジ部WE11にウェハ供給反応ガスG2のみが到達した場合よりもベベル部WE101における気相成長の速度が遅くなるため、表面外周部WE102の膜厚が外縁に向かうに従って薄くなる。
これらのことから、第1ウェハエッジ部WE10の表面外周部WE102における膜厚分布
は、気相成長制御部503を設けずに第1ウェハエッジ部WE10に周縁供給反応ガスG1を到達させない場合と比べて略均一となる。

0043

次に、エピタキシャルウェハEPWの製造装置1の作用を説明するための実験に用いた比較例のサセプタ700の構成を説明する。

0044

比較例のサセプタ700は、図5に示すように、ウェハ載置部21と、周縁部702と、を備える。
そして、周縁部702の少なくとも内周面702Aおよび上面702Bには、SiC被膜がコーティングされている。
また、周縁部702は、ウェハ載置部21の載置面21Aに対する上面702Bの高さが、実施例1,2,3のサセプタ500,510,520におけるウェハ載置部21の載置面21Aに対する周縁部502,512,522の上面502B,512B,522Bの高さと同一となる形状に形成されている。
さらに、周縁部702には、特定載置状態、すなわちノッチ対向部702CにノッチWdが対向する状態で基板ウェハWが載置される。

0045

次に、比較例のサセプタ700を用いて製造したエピタキシャルウェハEPWのエピタキシャル膜EPの形成状態について説明する。

0046

実施例1のサセプタ500を用いた場合と同様にして比較例のサセプタ700を用いてエピタキシャルウェハEPWを製造した場合、基板における第2ウェハエッジ部WE11近傍には、ウェハ載置部21に対して周縁部502と同一状態で設けられた周縁部702の上面702Bが存在するので、ここでは図示しないが、実施例1のサセプタ500を用いた場合と同様に、周縁供給反応ガスG1およびウェハ供給反応ガスG2がそれぞれ上面702Bおよび基板ウェハWに向けて供給され、第2ウェハエッジ部WE11の表面外周部における膜厚分布が略均一となる。

0047

また、基板ウェハWにおける第1ウェハエッジ部WE10近傍にも上面702Bが存在するので、図6に示すように、周縁供給反応ガスG1およびウェハ供給反応ガスG2がそれぞれ上面702Bおよび基板ウェハWに向けて供給される。
さらに、この第1ウェハエッジ部WE10のベベル部WE101におけるエピタキシャル膜
EPの気相成長の速度が第2ウェハエッジ部WE11のベベル部における速度よりも速くなるので、ベベル部WE101の吸い込みが大きくなり、表面外周部WE102の膜厚が外縁に向かうに従って薄くなり膜厚分布が不均一となる。

0048

そして、実施例1,2,3のサセプタ500,510,520、比較例のサセプタ700を用いて同一条件でエピタキシャルウェハEPWを製造して、これらのエピタキシャルウェハEPWにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を比較した。
実施例1,2,3のサセプタ500,510,520を用いたエピタキシャルウェハEPWでは、図7,8,9に示すように、ノッチ基準角度が45°、135°、225°、315°の第1ウェハエッジ部WE10における膜厚変化割合が99mmの位置でも約−3.5%以上となることが確認された。特に、実施例1のサセプタ500を用いた場合、膜厚変化割合が99mmの位置でも約−2.5%以上となり、膜厚分布が最も均一に近い状態となることが確認された。
一方、比較例のサセプタ700を用いたエピタキシャルウェハEPWでは、図10に示すように、第1ウェハエッジ部WE10における膜厚変化割合が99mmの位置でも約−4.4%以上となり、実施例1,2,3のサセプタ500,510,520を用いた場合と比べて、膜厚分布が不均一となることが確認された。

0049

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第1実施形態によれば、以下の効果がある。
(1)製造装置1におけるウェハ載置部21の周縁に設けられた周縁部22の4つの部分に、ウェハ載置部21に載置される基板ウェハWのウェハエッジ部WEにおけるエピタキシャル膜EPの気相成長速度を制御する気相成長制御部23を設けている。
このため、気相成長制御部23の近傍に位置する基板ウェハWのウェハエッジ部WEの気相成長の速度を他の部分とは異なる状態に制御して、気相成長制御部23近傍のウェハエッジ部WEの表面外周部における外縁方向の膜厚分布を気相成長制御部23を設けない場合とは異なる膜厚分布とすることが可能となる。
したがって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることができ、表面外周部における膜厚のばらつきを抑制できる。

0050

(2)周縁部22に、ウェハ載置部21を囲む状態に起立する内周面22Aと、この内周面22Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面22Bとを設けている。さらに、気相成長制御部23を、内周面23Aが周縁部22の内周面22Aに倣い、かつ、上面23Bが周縁部22の上面22Bに倣う状態で、SiC被膜と比べて反応ガスとの反応が抑制されるSiO2により形成して設けている。
このため、上述したように気相成長制御部23により反応ガスの流れを制御でき、気相成長制御部23近傍に位置する第1ウェハエッジ部WE10のベベル部WE101における気
相成長速度を気相成長制御部23が存在しない場合と比べて速くして、第1ウェハエッジ部WE10の表面外周部WE102の膜厚を気相成長制御部23が存在しない場合よりも厚く
する状態に制御できる。したがって、気相成長制御部23を反応ガスとの反応が抑制されるSiO2により形成するだけで、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることができ、表面外周部における膜厚のばらつきを抑制できる。

0051

(3)気相成長制御部23を、SiO2から成る部品として構成して周縁部22に設けている。
このため、気相成長制御部23を薄膜状に設ける構成と比べて、基板ウェハWのエッチング処理に対する耐久性を向上させることができる。
したがって、気相成長制御部23を薄膜状に設ける構成と比べて、より長期間使用できる。

0052

(4)気相成長制御部23を、ウェハ載置部21に特定載置状態で載置された基板ウェハWにおける第1ウェハエッジ部WE10に対向する状態で設けている。
このため、気相成長制御部23を基板ウェハWの第1ウェハエッジ部WE10に対向する状態で設けているので、結晶方位に依存する表面外周部における膜厚のばらつきをより確実に抑制できる。

0053

(5)エピタキシャルウェハEPWの製造装置1に上述した作用効果を奏するサセプタ2を用いている。
このため、表面外周部における膜厚のばらつきが抑制されたエピタキシャルウェハEPWを製造可能なエピタキシャルウェハEPWの製造装置1を提供できる。

0054

(6)ウェハ載置部21に、空気孔21Cを設けている。
このため、基板ウェハWがウェハ載置部21に載置された際に、基板ウェハWおよびウェハ載置部21の間に存在する空気を、空気孔21Cを介してウェハ載置部21の下方に排出できる。
したがって、基板ウェハWおよびウェハ載置部21の間に空気が存在することによる基板ウェハWの滑りを抑制できる。なお、空気孔21D,21Eを設けた場合も、作用効果を奏することができる。

0055

(7)空気孔21Cを、軸方向が上下方向と交差する形状に設けている。
このため、加熱装置4からの光が基板ウェハWに直接照射されるのを防ぐことができ、いわゆるナノトポや膜厚分布の悪化を抑えることができる。なお、空気孔21Dを設けた場合も、同様の効果を奏することができる。

0056

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図11は、第2実施形態に係るサセプタ800の概略構成を示す図であり、(A)はサセプタ800の上面図であり、(B)は(A)におけるB−B線の断面図であり、(C)は(A)におけるC−C線の断面図である。図12は、各ノッチ対向部基準角度での周縁本体部の上面を基準とした内周縁の高さを表す図である。

0057

〔サセプタの構成〕
サセプタ800は、図11(A)、(B)、(C)に示すように、ウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む略リング板状に形成された周縁部802が一体的に設けられている。

0058

周縁部802は、上面がウェハ載置部21の載置面21Aに倣う略リング板状に形成された周縁本体部803を備える。この周縁本体部803におけるノッチ対向部803Cを基準としたノッチ対向部基準角度が60°〜120°の部分、150°〜210°の部分、240°〜300°の部分、330°〜30°の部分には、上方に向けて平面視略円弧状の略四角錐状に突出する突出部804が一体的に形成されている。すなわち、特定載置状態で載置された基板ウェハWの第2ウェハエッジ部WE11に対向する部分に突出部804が形成されている。

0059

この突出部804は、上辺よりも下辺が長い略台形状を有しウェハ載置部21の載置面21Aと略直交する方向に起立する内縁側面804Aと、この内縁側面804Aと共通の上辺を有しこの上辺よりの下辺が長い略台形状の外縁側面804Bと、内縁側面804Aおよび外縁側面804Bと共通の斜辺を有する略三角形状の右側面804Cと、この右側面804Cと略同一形状を有する左側面804Dと、を備える。また、内縁側面804Aは、図12に示すように、ノッチ対向部基準角度が85°〜95°の部分、175°〜185°の部分、265°〜275°の部分、355°〜5°の部分に上辺が位置し、かつ、周縁本体部803の上面を基準とした高さが0.6mmの略台形状を有している。ここで、この略台形状の高さとしては、基板ウェハWの厚さの0.7〜1.3倍の範囲で任意に選択可能である。
さらに、周縁本体部803におけるノッチ対向部基準角度が30°〜60°の部分、120°〜150°の部分、210°〜240°の部分、300°〜330°の部分は、突出部804の上端すなわち周縁部802の上端よりも低い上面を有し、ウェハ載置部21に基板ウェハWを載置した際に基板ウェハWの端面が露出する状態に形成された気相成長制御部805とされている。
そして、突出部804および気相成長制御部805には、SiC被膜がコーティングされている。

0060

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第2実施形態によれば、第1実施形態の(1)、(4)〜(7)と同様の効果に加え、以下の作用効果がある。
(8)周縁部802に、周縁本体部803の上端よりも低い上面を有し、ウェハ載置部21に基板ウェハWを載置した際に基板ウェハWの端面が露出する状態に形成された気相成長制御部805を設けている。
このため、周縁部802における気相成長制御部805に供給されてウェハエッジ部WEの方向に流される反応ガスの量を、突出部804に供給されてウェハエッジ部WEの方向に流される反応ガスの量よりも多くできる。
したがって、気相成長制御部805近傍に位置する第1ウェハエッジ部WE10のベベル部の気相成長速度を突出部804近傍に位置する第2ウェハエッジ部WE11のベベル部と比べてより速くして、ベベル部での吸い込みを小さくすることにより、第1ウェハエッジ部WE10の表面外周部の膜厚を第2ウェハエッジ部WE11よりもより厚くする状態に制御することができる。よって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることが可能となり、表面外周部における膜厚のばらつきを抑制できる。

0061

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図13は、第3実施形態に係るサセプタ810の概略構成を示す上面図である。

0062

〔サセプタの構成〕
サセプタ810は、図13に示すように、ウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面812Aおよびこの内周面812Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面812Bを有する略リング板状の周縁部812と、を備える。
周縁部812の少なくとも内周面812Aおよび上面812Bには、例えばSiC被膜がコーティングされている。また、周縁部812の上面812Bにおける内周縁に沿った部分には、内周縁に沿って略リング状に形成された嵌合溝812Dが設けられている。
この嵌合溝812Dは、外形が平面視略正方形状を有し、かつ、各頂点がノッチ対向部812Cを基準としたノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°の部分に位置する形状に形成されている。すなわち、嵌合溝812Dは、ノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°の部分の平面方向長さが他の部分よりも長くなる形状に形成されている。
また、嵌合溝812Dには、SiO2から成る平面視略リング状の部品として構成された気相成長制御部813が取り付けられている。
そして、気相成長制御部813は、ノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°となる部分において、ウェハ載置部21の基板ウェハの載置中心から外側に向かう方向に頂点が位置する平面視略二等辺三角形状の4つの幅広部813Aと、この幅広部813Aに隣接して形成され、基板ウェハの載置中心から外側に向かう方向の寸法が幅広部813Aよりも小さな幅狭部813Bとを備えている。
すなわち、気相成長制御部813は、幅広部813Aと、この幅広部813Aよりも平面方向長さが短い幅狭部813Bと、を備え、特定載置状態で載置された基板ウェハWの第1ウェハエッジ部WE10に対向する部分に幅広部813Aが設けられる構成を有している。

0063

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第3実施形態によれば、第1実施形態の(1)〜(7)と同様の作用効果に加え、以下の作用効果がある。

0064

(9)周縁部812に、SiO2により幅広部813Aおよび幅狭部813Bが交互に設けられた略リング板状に形成された気相成長制御部813を設けている。
このため、幅広部813Aに供給されてウェハエッジ部WEの方向に流される反応ガスの量を、幅広部813Aよりも平面方向長さが短い幅狭部813Bに供給されてウェハエッジ部WEの方向に流される反応ガスの量よりも多くすることができる。
したがって、幅広部813A近傍に位置する第1ウェハエッジ部WE10のベベル部の気相成長速度を幅狭部813B近傍に位置する第2ウェハエッジ部WE11のべベル部と比べてより速くする状態に制御して、ベベル部での吸い込みを小さくすることにより、第1ウェハエッジ部WE10の表面外周部の膜厚を第2ウェハエッジ部WE11よりもより厚くする状態に制御することができる。よって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることができ、表面外周部における膜厚のばらつきを抑制できる。

0065

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図14は、第4実施形態に係るサセプタ820の概略構成を示す上面図である。

0066

〔サセプタの構成〕
サセプタ820は、図14に示すように、ウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面822Aおよびこの内周面822Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面822Bを有する略リング板状の周縁部822と、を備える。
周縁部822の内縁には、ノッチ対向部822Cを基準としたノッチ対向部基準角度が0°、90°、180°、270°の部分を円弧方向の略中央とした平面視略三日月状切欠部822Eが形成されている。すなわち、内周面822Aにおけるノッチ対向部基準角度が0°、90°、180°、270°の部分からウェハ載置部21の中心までの距離が、45°、135°、225°、315°の部分よりも長くなる形状に形成されている。
また、周縁部822の少なくとも内周面822Aおよび上面822Bには、例えばSiC被膜がコーティングされている。さらに、周縁部822の上面822Bには、第1実施形態の嵌合溝22Dと略同一形状の嵌合溝822Dが形成されている。
そして、嵌合溝822Dには、気相成長制御部23が取り付けられている。すなわち、気相成長制御部23は、内周面23Aが周縁部822の内周面822Aよりもウェハ載置部21の載置中心に突出する状態に取り付けられている。

0067

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第4実施形態によれば、第1実施形態の(1)〜(7)と同様の作用効果に加え、以下の作用効果がある。

0068

(10)気相成長制御部23を、内周面23Aが周縁部822の内周面822Aよりもウェハ載置部21の載置中心に突出する状態に設けている。
このため、基板ウェハWが特定載置状態で載置された際に、気相成長制御部23が設けられた部分を設けられていない部分よりもウェハエッジ部WE近傍に位置させることができる。
したがって、気相成長制御部23が設けられた部分における内縁からウェハ載置部21の中心までの距離を他の部分と同じにする構成、すなわち第1実施形態のサセプタ2の構成と比べて、気相成長制御部23に供給されるがウェハエッジ部WEの方向に流れる反応ガスをより確実にウェハエッジ部WEに到達させることができる。よって、表面外周部における膜厚のばらつきをより効率的に抑制できる。

0069

[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図15は、第5実施形態に係るサセプタ830の概略構成を示す上面図である。

0070

〔サセプタの構成〕
サセプタ830は、図15に示すように、ウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面832Aおよびこの内周面832Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面832Bを有する略リング板状の周縁部832と、を備える。
周縁部832の少なくとも内周面832Aおよび上面832Bには、例えばSiC被膜がコーティングされている。また、周縁部832の内縁側には、ノッチ対向部832Cを基準としたノッチ対向部基準角度が45°の部分を円弧方向の略中央とした平面視略円弧スリット状の嵌合溝832D,832E,832Fが径方向外側に向けて所定間隔毎に並設されている。これら嵌合溝832D,832E,832Fは、径方向外側に位置するものほど円弧方向の長さが短くなっている。さらに、周縁部832におけるノッチ対向部基準角度が135°、225°、315°の部分にも、嵌合溝832D,832E,832Fが形成されている。
そして、嵌合溝832D,832E,832Fには、SiO2から成る平面視略円弧スリット状の部品として構成された気相成長制御部833A,833B,833Cが取り付けられている。すなわち、気相成長制御部833A,833B,833Cは、SiO2を離散的パターン状に露出させる状態に取り付けられている。
なお、気相成長制御部833A,833B,833Cを離散的パターン状に露出させる構成としては、例えば平面視水玉状など他の離散的パターン状に露出させてもよい。

0071

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第5実施形態によれば、第1実施形態の(1)〜(7)と同様の作用効果に加え、以下の作用効果がある。

0072

(11)気相成長制御部833A,833B,833Cを、SiO2が離散的パターン状に露出される状態に設けている。
このため、例えば第1実施形態の気相成長制御部23のように連続的パターン状に露出させる構成と比べて、例えば気相成長制御部833Aにシリコン膜が形成された場合に、これに伴う気相成長制御部833B,833Cでのシリコン膜の形成を抑制できる。
したがって、気相成長制御部23のように連続的パターン状に露出させる構成と比べて、例えばシリコン膜を除去する処理をすることなく、より長時間使用できる。

0073

[第6実施形態]
次に、本発明の第6実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図16は、第6実施形態に係るサセプタ840の概略構成を示す上面図である。

0074

〔サセプタの構成〕
サセプタ840は、図16に示すように、ウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面842Aおよびこの内周面842Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面842Bを有する略リング板状の周縁部842と、を備える。
周縁部842の少なくとも内周面842Aおよび上面842Bには、例えばSiC被膜がコーティングされている。
周縁部842の上面842Bには、ノッチ対向部842Cを基準としたノッチ対向部基準角度が0°、90°、180°、270°の部分を円弧方向の略中央とした平面視略三日月状を有し、他の部分よりも単位区画あたりの表面積が大きい低平坦度部842Dが設けられている。すなわち、特定載置状態で載置された基板ウェハWの第2ウェハエッジ部WE11に対向する部分に低平坦度部842Dが設けられている。また、上面842Bにおける低平坦度部842D以外の部分は、高平坦度部842Eとされている。
ここで、低平坦度部842Dおよび高平坦度部842Eを設ける方法としては、例えば低平坦度部842Dの部分の単位区画あたりの表面積が大きくなる状態に部材を設けたり削ったりする方法を適用してもよいし、高平坦度部842Eの部分の単位区画あたりの表面積が小さくなる状態に部材を設けたり鏡面状態に加工したりする方法を適用してもよい。

0075

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第6実施形態によれば、第1実施形態の(1)、(4)〜(7)と同様の作用効果に加え、以下の作用効果がある。

0076

(12)周縁部842に、単位区画あたりの表面積が大きい低平坦度部842Dを設けている。
このため、低平坦度部842Dに高平坦度部842Eと比べて反応ガスが吸着しやすくなり、高平坦度部842Eに供給されてウェハエッジ部WEの方向に流される反応ガスの量を低平坦度部842Dに供給されてウェハエッジ部WEの方向に流される反応ガスの量よりも多くすることができる。
したがって、高平坦度部842E近傍に位置する第1ウェハエッジ部WE10のベベル部の気相成長速度を低平坦度部842D近傍に位置する第2ウェハエッジ部WE11のベベル部と比べてより速くする状態に制御して、ベベル部での吸い込みを小さくすることにより、第1ウェハエッジ部WE10の表面外周部の膜厚を第2ウェハエッジ部WE11よりもより厚くする状態に制御することができる。よって、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることができ、表面外周部における膜厚のばらつきを抑制できる。

0077

[第7実施形態]
次に、本発明の第7実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図17は、第7実施形態に係るサセプタ850の概略構成を示す上面図である。

0078

〔サセプタの構成〕
サセプタ850は、図17に示すように、ウェハ載置部21と、このウェハ載置部21の周縁を囲む状態に起立する内周面852Aおよびこの内周面852Aの上端からウェハ載置部21の載置面21Aに沿って外側に延出形成される上面852Bを有する略リング板状の周縁部852と、を備える。
ウェハ載置部21には、ノッチWdが常に特定の方向に向き、かつ、ノッチWd近傍の外縁が周縁部852の内周面852Aに当接する状態で、基板ウェハWが載置される。すなわち、ウェハ載置部21には、中心がウェハ載置部21の中心からずれた状態(以下、中心不一致載置状態と称す)で基板ウェハWが載置される。
ここで、基板ウェハWを中心不一致載置状態で載置する方法としては、ウェハ載置部21の載置面21Aや、搬送治具を構成するウェハハンドリフトピンに傾斜をつけて、基板ウェハWをノッチWdの方向に滑らせた状態で載置する方法が例示できる。

0079

周縁部852の少なくとも内周面852Aおよび上面852Bには、例えばSiC被膜がコーティングされている。また、周縁部852におけるノッチ対向部852Cを基準としたノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°となる部分には、第1実施形態の嵌合溝22Dと略同一形状の嵌合溝852D,852E,852F,852Gが形成されている。
ここで、嵌合溝852D,852E,852F,852Gは、それぞれの内縁および中心不一致載置状態で載置された基板ウェハWの外縁が略平行となり、かつ、基板ウェハWまでの距離Nが略同一となる位置に設けられている。すなわち、嵌合溝852D,852Gは、嵌合溝852E,852Fよりも周縁部852の内縁から離れた位置に設けられている。
そして、嵌合溝852D,852E,852F,852Gには、気相成長制御部23が取り付けられている。

0080

〔エピタキシャルウェハの製造装置の効果〕
上述した第7実施形態によれば、第1実施形態の(1)〜(7)と同様の作用効果に加え、以下の作用効果がある。

0081

(13)サセプタ850に、基板ウェハWをノッチWd近傍の外縁が周縁部852の内周面852Aに当接する状態で載置する構成としている。
このため、例えば第1実施形態のようにウェハ載置部21の略中央に基板ウェハWを載置する構成と比べて、基板ウェハWの位置決めを容易にできる。

0082

[他の実施形態]
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良ならびに設計の変更などが可能である。

0083

すなわち、第1,3,4,5,7実施形態において、サセプタ2,810,820,830,850の気相成長制御部23,813,23,833A〜833C,23を部品として構成したが、薄膜状に上面22B,812B,822B,832B,852Bや、内周面22A,812A,822A,832A,852Aに形成してもよい。
また、第1,4,5,7実施形態において、ノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°となる部分のうちいずれか1,2,3つの部分に気相成長制御部23,23,833A〜833C,23を設けない構成としてもよい。
そして、第3実施形態において、ノッチ対向部基準角度が45°、135°、225°、315°となる部分のうちいずれか1,2,3つの部分に幅広部813Aを設けない構成としてもよい。
また、第2,6実施形態において、ノッチ対向部基準角度が0°、90°、180°、270°となる部分のうちいずれか1,2,3つの部分に突出部804、低平坦度部842Dを設けない構成としてもよい。

0084

さらに、ノッチ対向部基準角度が0°、90°、180°、270°となる部分のうちいずれか1,2,3つの部分に、反応ガスとの反応が促進される材料により形成された気相成長制御部を設ける構成としてもよい。
このような構成の場合、ウェハエッジ部WEに供給されるウェハ供給反応ガスは、相対的に多くが気相成長制御部の方向に流れることとなる。一方、このような気相成長制御部を設けない場合、ウェハ供給反応ガスは、そのままウェハエッジ部WEに流れ周縁部の方向にほとんど流れない。
このことにより、気相成長制御部近傍に位置するベベル部の気相成長速度を気相成長制御部が存在しない場合と比べて遅くする状態に制御して、このベベル部における吸い込みを大きくすることにより、気相成長制御部近傍の表面外周部の外縁側の膜厚を気相成長制御部が存在しない場合よりも薄くする状態に制御することができる。したがって、気相成長制御部を反応ガスとの反応を促進する材料により形成するだけで、結晶方位によらず表面外周部での膜厚分布を略均一にすることができ、表面外周部における膜厚のばらつきを抑制できる。

0085

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

0086

本発明のサセプタは、エピタキシャルウェハを製造するにあたって、基板ウェハの表面外周部におけるエピタキシャル膜の膜厚ばらつきを抑制できるため、エピタキシャルウェハを製造する製造装置に用いられるサセプタとして有用である。

図面の簡単な説明

0087

本発明の第1実施形態に係るエピタキシャルウェハの製造装置を模式的に示す断面図である。
前記第1実施形態におけるサセプタの概略構成を示す図であり、(A)はサセプタの上面図であり、(B)は(A)におけるB−B線の断面図であり、(C)は(A)におけるC−C線の断面図である。
エピタキシャルウェハの製造装置の作用を説明するための実験に用いた実施例1,2,3のサセプタの上面図である。
実施例1のサセプタを用いたエピタキシャルウェハの製造時における第1ウェハエッジ部の状態およびエピタキシャル膜の膜厚分布を示す図である。
エピタキシャルウェハの製造装置の作用を説明するための実験に用いた比較例のサセプタの上面図である。
比較例のサセプタを用いたエピタキシャルウェハの製造時における第1ウェハエッジ部の状態およびエピタキシャル膜の膜厚分布を示す図である。
実施例1のサセプタを用いて製造したエピタキシャルウェハにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。
実施例2のサセプタを用いて製造したエピタキシャルウェハにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。
実施例3のサセプタを用いて製造したエピタキシャルウェハにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。
比較例のサセプタを用いて製造したエピタキシャルウェハにおける各ノッチ基準角度での膜厚変化割合を示すグラフである。
本発明の第2実施形態に係るサセプタの概略構成を示す図であり、(A)はサセプタの上面図であり、(B)は(A)におけるB−B線の断面図であり、(C)は(A)におけるC−C線の断面図である。
前記第2実施形態における各ノッチ対向部基準角度での周縁本体部の上面を基準とした内周縁の高さを表す図である。
本発明の第3実施形態に係るサセプタの概略構成を示す上面図である。
本発明の第4実施形態に係るサセプタの概略構成を示す上面図である。
本発明の第5実施形態に係るサセプタの概略構成を示す上面図である。
本発明の第6実施形態に係るサセプタの概略構成を示す上面図である。
本発明の第7実施形態に係るサセプタの概略構成を示す上面図である。

符号の説明

0088

1・・・製造装置
2,500,510,520,800,810,820,830,840,850・・・サセプタ
3・・・反応容器
4・・・加熱装置
21・・・ウェハ載置部
21A・・・載置面
22,502,512,522,802,812,822,832,842,852・・・周縁部
22A,502A,512A,522A,812A,822A,832A,842A,852A・・・内周面
22B,502B,512B,522B,812B,822B,832B,842B,852B・・・上面
23,503,513,523,805,813,833A,833B,833C・・・気相成長制御部
23A・・・内周面
23B・・・上面
803・・・周縁本体部
804・・・突出部
842D・・・低平坦度部
W・・・基板ウェハ
WE101・・・ベベル部
WE102・・・表面外周部
EP・・・エピタキシャル膜
EPW・・・エピタキシャルウェハ

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