(57)【要約】【課題】載置される基板の温度の均一性を向上させることができる基板保持治具を提供することを目的とする。【解決手段】本実施の形態にかかる基板保持治具１は、基板４が載置され、熱源からの放射エネルギーによって加熱されるものである。また、基板保持治具１は、放射エネルギーが照射される第１領域２７と、第１領域２７より少ない放射エネルギーが照射され、単位面積あたりで比較した場合、第１領域２７より体積が大きい第２領域２６、２８とを備える。【選択図】図１
2010278196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板が載置され、熱源からの放射エネルギーによって加熱される基板保持治具であって、
前記放射エネルギーが照射される第１領域と、
前記第１領域より少ない前記放射エネルギーが照射され、単位面積あたりで比較した場合、前記第１領域より体積が大きい第２領域とを備える基板保持治具。
【請求項２】
前記第１領域に設けられた凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の基板保持治具。
【請求項３】
前記凹部は、第１凹部と、平面積が前記第１凹部の平面積より小さい第２凹部とを備え、
前記第１凹部は、前記第１領域に設けられ、
前記第２凹部は、前記第２領域に設けられたことを特徴とする請求項２に記載の請求項２に記載の基板保持治具。
【請求項４】
前記凹部は、第１凹部と、深さが前記第１凹部の深さより浅い第２凹部とを備え、
前記第１凹部は、前記第１領域に設けられ、
前記第２凹部は、前記第２領域に設けられたことを特徴とする請求項２又は３に記載の請求項２に記載の基板保持治具。
【請求項５】
前記凹部は、前記第１領域及び前記第２領域に設けられ、
前記凹部のピッチは、前記第１領域より前記第２領域のほうが大きいことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【請求項６】
前記凹部は、一方の面から厚さ方向途中まで設けられたことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【請求項７】
前記凹部は、前記基板の主面上から見て前記基板と重なる部分のみに設けられたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【請求項８】
前記凹部は、前記基板の主面上から見て前記基板と重なる部分及びその外側に設けられたことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【請求項９】
前記凹部は、前記基板側の面のみ又は前記基板とは反対側の面のみに形成されたことを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【請求項１０】
前記凹部の平面形状が楕円状、円形状、又は多角形状であることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【請求項１１】
前記凹部が柱状又は錐状であることを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の基板保持治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は基板保持治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体装置はチップの小型化、高性能化という市場要求に従い、益々、微細化が進んでいる。半導体製造装置、特に化学的気層成長法（以下ＣＶＤ法と略す）に代表される成膜装置（以下ＣＶＤ装置と略す）においては、微細化に伴い、ウェハ面内の成膜厚制御性が必要になってきている。成膜工程によっては数十ナノメートルの膜厚制御が必要になっており、ウェハ面内の成膜された膜の膜厚の均一性が悪い場合、半導体装置の性能ばらつきの原因となる。このために過去にはバッチ式ＣＶＤ装置から枚葉式ＣＶＤ装置に装置構造の主流が変わったという経緯もある。枚葉式ＣＶＤ装置は名前が示すとおりウェハ１枚処理方式であり、ウェハ面内の膜厚の均一性を高精度に制御することが可能である。しかし、近年さらに高い膜厚の均一性が求められている。
【０００３】
ＣＶＤ装置によって成膜された膜の膜厚の均一性の向上方法として、ウェハを保持するサセプターの形状を工夫する方法がある（特許文献１）。特許文献１のＦｉｇ．５に示されているように、サセプター２００の上にウェハ１６が載っている。そのサセプターポケット部は表面２２９が凹状であり、かつ突起２２０を隔てる複数の格子溝２２２を備えている。この凹みおよび格子溝２２２により温度一様性を高め、かつウェハ１６の降下および持ち上げ中の滑り、ねじれ、くっつきを減らすとされている。
【０００４】
一方、特許文献２においては均一な抵抗率を得ることが出来る手段として有孔サセプターの構造が記載されている。特許文献２のＦｉｇ．２およびＦｉｇ．３に、有孔サセプターの構造が記載されている。ここではサセプター１２は、複数の孔または開口（いずれも開口通路の意味）１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１および２２を有する多孔表面１４を有している。これらの孔を通してウェハの後表面５にもガスが導入される。そして、ウェハの後表面５の自然酸化膜を除去でき、かつ後表面５のハローの形成を除去することができるとされている。これにより、表側表面の抵抗率の均一性が得られるとしている。また、この特許文献２において温度均一性に関してはシリコンウェハの上方および下方の加熱灯の灯電力比率を調整することと、サセプター周囲に配置された縁リング２７によって得られるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５１９１０４号公報
【特許文献２】特表２００３−５３２６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に示された格子溝付きのサセプターではサセプター自体の温度均一性の向上は望めない。特許文献１に記されているように、格子溝が形成されていることで、ウェハ持ち上げおよび下降時のウェハ滑りは低減され、サセプターポケット外周部とウェハの接触がなくなる。このため、局所的な温度ばらつきの発生は抑制される。また、サセプターポケット部を凹状にすることでウェハとサセプターの接触を防止し、温度一様性を確保できるとしている。
【０００７】
しかし、成膜中のウェハ内の温度分布は依然として不均一のまま残ることになる。これは格子溝がサセプターポケット内で全て等間隔に配置されていることによる。等間隔で配置された格子溝を持つサセプターは、凹み形状しているがサセプター全体の厚みからすると、サセプターポケット部の縁付近と中心付近でほぼ等しい厚みと見なされる。従って、部分的な熱容量もほぼ等しくなるため、上方および下方の加熱灯の灯電力比率を調整しても同心円状に温度分布を持つことになる。ゆえにサセプター上のウェハも温度分布を持つことになる。すなわち、ウェハ外周部の極端な温度分布ズレは解消されるが、通常、素子パターンが形成されるようなウェハ内部領域の温度分布に関しては従来使用されている一般的なサセプターの温度分布から向上しているとはいえない。
【０００８】
一方、特許文献２に示された有孔サセプターにおいてはサセプターポケット部に設けられたピンホールの効果により、エッチングガスが裏面に回りこみ、自然酸化膜が除去されて裏面全面に成膜が可能となる。さらに、これにより表面へのオートドーピングが減少し、均一な抵抗率が得られるとされている。しかし、特許文献２においては膜厚の均一性に関しては前項にて述べたとおり、シリコンウェハの上方および下方の加熱灯の灯電力比率を調整することと、サセプター周囲に配置された縁リング２７に依存している。従って、この手法は該特許により得られる効果ではない。従って、従来使用されている一般的なサセプターの膜厚分布と同等レベルと考えるのが妥当であると判断できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施の形態にかかる基板保持治具は、基板が載置され、熱源からの放射エネルギーによって加熱される基板保持治具であって、前記放射エネルギーが照射される第１領域と、前記第１領域より少ない前記放射エネルギーが照射され、単位面積あたりで比較した場合、前記第１領域より体積が大きい第２領域とを備えるものである。これにより、基板保持治具から基板への熱伝達量の均一性を向上させることができ、基板の温度の均一性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、載置される基板の温度の均一性を向上させることができる基板保持治具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかるサセプターの構成を示す上面図である。
【図２】実施の形態１にかかるサセプターの構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態１にかかるサセプターにウェハが載った状態を示す断面図である。
【図４】実施の形態１にかかるＣＶＤ装置のチャンバの構成を示す断面図である。
【図５】熱容量が略均一なサセプターを用いて成膜した場合のウェハ内膜厚分布を示したグラフである。
【図６】実施の形態１にかかるサセプターの第２の構成を示す上面図である。
【図７】実施の形態１にかかるサセプターの第３の構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態２にかかるサセプターの構成を示す上面図である。
【図９】実施の形態２にかかるサセプターの構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１〜３を参照して本実施の形態にかかる基板保持治具について説明する。基板保持治具には、基板が載置される。そして、基板保持治具は、熱源からの放射エネルギーによって加熱され、基板を加熱するものである。ここでは、基板保持治具の一例として、基板としてのウェハが載置されるウェハ保持治具（以下サセプター）について説明する。図１は、本実施の形態におけるサセプターの構成を示す上面図である。また、図２は、本実施の形態におけるサセプターの構成を示す断面図である。図３は、本実施の形態におけるサセプターにウェハが載った状態を示す断面図である。
【００１３】
図１に示されるように、サセプター１は略円形状を有する。また、サセプター１は、熱源からの放射エネルギーを吸収しやすい材質によって出来ていることが望ましい。近年、一般的には、サセプター１は炭化珪素で被覆されたグラファイト等で製造されているが、材質はこれに限るものではない。
【００１４】
サセプター１は、ウェハ４をセットするためのサセプターポケット２を有する。サセプターポケット２は、略円形状を有する。なお、サセプター１の中心とサセプターポケット２の中心は略一致する。また、サセプターポケット２は、外周部に段差部２ａを有する凹部となっている。すなわち、サセプターポケット２の縁には、リング状の段差部２ａが設けられる。段差部２ａは、サセプターポケット２の底部２ｂとウェハ４が接触しないようにするために設けられている。なお、サセプターポケット２の底部２ｂとは、段差部２ａ以外のサセプターポケット２の底部を表すものとする。すなわち、底部２ｂは、段差部２ａより内側にある。
【００１５】
サセプターポケット２の内部には、複数の凹部３が設けられる。具体的には、サセプター２には、ウェハ４の主面上からみてウェハ４と重なる部分のみに複数の凹部３が設けられる。また、これらの凹部３は、ウェハ４側の面のみに設けられる。これらの凹部３は、サセプター１の部分的な熱容量を変化させることで、サセプター１からウェハ４への部分的な熱伝達量を制御するために設けられる。換言すると、サセプターの部分的な保有可能熱量を変化させることで、サセプター１からウェハ４への部分的な熱伝達量を制御するために設けられる。ここで、保有可能熱量とは、熱源から照射された放射エネルギーを保有することができる熱量のことである。また、これらの凹部３は、等ピッチを含む不等ピッチで配置される。具体的には、サセプターポケット２の底部２ｂには、複数の第１凹部３ａ及び複数の第２凹部３ｂが設けられる。
【００１６】
図１に示されるように、凹部３の平面形状は、略円形状である。また、凹部３は、略円柱状に形成される。また、第１凹部３ａの体積（容積）は、第２凹部３ｂの体積よりも大きくなっている。具体的には、図１に示されるように、第１凹部３ａは、第２凹部３ｂの径より大きい径を有する。すなわち、第１凹部３ａの平面積は、第２凹部３ｂの平面積より大きい。第１凹部３ａの深さは、第２凹部３ｂよりも深くしてもよいし、略同じにしてもよい。また、図２に示されるように、凹部３によって画定される凸部上面は略水平になっている。
【００１７】
底部２ｂの外周部２６には、第１凹部３ａが設けられず、複数の第２凹部３ｂが設けられる。これら第２凹部３ｂは、等ピッチで２重の円形状に配列される。また、この円形状の中心は、サセプター１及びサセプターポケット２の中心と略一致する。底部２ｂの内周部２７には、第２凹部３ｂが設けられず、複数の第１凹部３ａが設けられる。なお、ここでは、底部２ｂの外周部２６より内側であって、底部２ｂの中央部２８より外側の部分を内周部２７とする。これら第１凹部３ａは、等ピッチで２重の円形状に配列される。また、この円形状の中心は、サセプター１及びサセプターポケット２の中心と略一致する。なお、外周部の第２凹部３ｂのピッチと内周部の第１凹部３ａのピッチとを異ならせてもよい。底部２ｂの中央部２８には、複数の第１凹部３ａ及び複数の第２凹部３ｂが設けられる。また、中央部２８においては、内周部２７近傍のみに第１凹部３ａが設けられる。
【００１８】
また、図３に示されるように、サセプターポケット２内には、ウェハ４が載置される。具体的には、ウェハ４は、段差部２ａによって支持される。また、ウェハ４底面とサセプターポケット２の底部２ｂとの間には隙間が設けられている。また、凹部３以外の部分において、この隙間は、略均一な間隔を有する。すなわち、凹部３によって画定された凸部上面は、ウェハ４の主面に対して略平行となる。
【００１９】
このように、本実施の形態にかかるサセプター１には、複数の凹部３が形成される。そして、凹部３の大きさや密度を部分的に変化させている。これにより、サセプターポケット２の各部において、単位面積あたりの体積が異なっている。すなわち、サセプターポケット２の各部において、保有可能熱量が異なっている。また、熱源からの放射エネルギーの分布に応じて保有可能熱量を異ならせている。具体的には、熱源からの放射エネルギーが多く照射される領域では、体積を小さくし、保有可能熱量を小さくする。反対に、熱源からの放射エネルギーが少なく照射される領域では、体積を大きくし、保有可能熱量を大きくする。このように、放射エネルギー分布を相殺するように保有可能熱量を異ならせている。すなわち、放射エネルギー分布を相殺するように熱容量を異ならせている。
【００２０】
図１においては、単位面積あたりで比較した場合、第１領域としての内周部２７の体積より、第２領域としての外周部２６あるいは中央部２８の体積のほうが大きくなっている。これにより、サセプター１からウェハ４への熱伝達量の均一性を向上させることができ、ウェハ４の温度の均一性を向上させることができる。すなわち、ウェハ４を略均一の温度に加熱することができる。なお、本願明細書中において単位面積とは、上面視した際の一定面積をいう。例えば、図１〜３に示されたサセプター１においては、単位面積ごとに区分けされた各部において、裏面の面積が略同じとなる。
【００２１】
上記のサセプター１は、化学的気層成長法（以下ＣＶＤ法と略す）によってウェハ４上に材料を成膜する成膜装置（以下ＣＶＤ装置と略す）に用いられる。次に、図４を参照して、ＣＶＤ装置について説明する。図４は、ＣＶＤ装置のチャンバの構成を示す断面図である。ここでは、ＣＶＤ装置の一例として、枚葉式ＣＶＤ装置（例えばＡＭＡＴ製Ｃｅｎｔｕｒａ−ＨＴＦ  Ｅｐｉ装置）について説明する。
【００２２】
図４に示されるように、上部石英チャンバ１６と下部石英チャンバ１７によって反応室が構成される。この反応室内部には、サセプター１とプリヒートリング（縁リング）５が設置される。プリヒートリング５は、サセプター１の外周を囲むように設けられる。また、ウェハ４を反応室に出し入れするための機構として、サセプターサポートシャフト６、ウェハリフトシャフト７、及びウェハリフトピン８が内蔵されている。
【００２３】
サセプターサポートシャフト６は、サセプター１を下面側から支持する。サセプターサポートシャフト６は、ウェハ４が載置されたサセプターポケット２より外側でサセプター１と接触する。サセプターサポートシャフト６を駆動させることにより、サセプター１を移動させることができる。ウェハリフトピン８は、ウェハリフトシャフト７上に設けられる。ウェハリフトシャフト７を駆動させることにより、ウェハリフトピン８が移動する。これにより、サセプター１の開口（不図示）を通ってウェハリフトピン８がウェハ４の下面に接触し、ウェハ４が移動する。
【００２４】
また、ＣＶＤ装置には、熱源としての上部用加熱ランプ１０と下部用加熱ランプ１１が設けられている。これらは、サセプター１及びウェハ４を加熱するために設けられる。上部用加熱ランプ１０は、上部石英チャンバ１６の上部に設けられる。また、上部用加熱ランプ１０は、サセプター１やウェハ４の中心を通りこれらの主面に対して垂直な対称軸に対して対称に複数設けられる。具体的には、上部用加熱ランプ１０は円形状に並んで複数設けられる。下部用加熱ランプ１１は、下部石英チャンバ１７の下部に設けられる。また、上部用加熱ランプ１０と同様、下部用加熱ランプ１１は、上記の対称軸に対して対称に複数設けられる。このような構成により、ＣＶＤ装置においてサセプター１及びウェハ４の上下から加熱することは一般的であるといえる。
【００２５】
また、ＣＶＤ装置には、上部内側用リフレクター１２、下部内側用リフレクター１３、上部外側用リフレクター１４、及び下部外側用リフレクター１５が設けられている。上部内側用リフレクター１２は、上部石英チャンバ１６の上部において上部用加熱ランプ１０の内側に設けられる。上部内側用リフレクター１２は、一部に傾斜面を有する。これにより、図４に示されたように、上部用加熱ランプ１０からの放射エネルギーは、上部内側用リフレクター１２を反射し、上部内側加熱領域２０を加熱する。これにより、サセプター１及びウェハ４の略中央から外周側への一定の範囲において、サセプター１及びウェハ４が加熱される。
【００２６】
また、上部外側用リフレクター１４は、上部石英チャンバ１６の上部に設けられる。上部外側用リフレクター１４は、例えば円筒状になっており、サセプター１を取り囲むように設けられる。これにより、図４に示されたように、上部用加熱ランプ１０からの放射エネルギーは、上部外側用リフレクター１４を反射し、上部外側加熱領域２２を加熱する。これにより、サセプター１の端から内側への一定の範囲において、サセプター１及びウェハ４が加熱される。また、他の上部用加熱ランプ１０からの放射エネルギーも同様にサセプター１及びウェハ４を加熱する。従って、複数の上部用加熱ランプ１０によって、サセプター１及びウェハ４の略全体が上側から加熱される。
【００２７】
また、下部内側用リフレクター１３及び下部外側用リフレクター１５は、上部内側用リフレクター１２及び上部外側用リフレクター１４と同様の構成を有する。すなわち、下部内側用リフレクター１３は、下部石英チャンバ１７の下部において下部用加熱ランプ１１の内側に設けられる。下部内側用リフレクター１３は、一部に傾斜面を有する。これにより、図４に示されたように、下部用加熱ランプ１１からの放射エネルギーは、下部内側用リフレクター１３を反射し、下部内側加熱領域２３を加熱する。
【００２８】
また、下部外側用リフレクター１５は、下部石英チャンバ１７の下部に設けられる。下部外側用リフレクター１５は、例えば円筒状になっており、サセプター１を取り囲むように設けられる。これにより、図４に示されたように、下部用加熱ランプ１１からの放射エネルギーは、下部外側用リフレクター１５を反射し、下部外側加熱領域２５を加熱する。そして、他の下部用加熱ランプ１１からの放射エネルギーも同様にサセプター１及びウェハ４を加熱する。従って、複数の下部用加熱ランプ１１によって、サセプター１及びウェハ４の略全体が下側から加熱される。なお、ここでは図示しないが、上部外側用リフレクター１４及び下部外側用リフレクター１５には、加熱ランプ１０、１１の放射エネルギーに方向性を持たせるための２種類の反射角度が設けられている。
【００２９】
以上のように、これらの加熱ランプ１０、１１及びリフレクター類の効果により、サセプター１及びウェハ４への加熱領域は、上下それぞれ２つの領域に分けられる。すなわち、サセプター１及びウェハ４の上部への加熱領域は、上部内側加熱領域２０と上部外側加熱領域２２に分けられる。また、上部内側加熱領域２０と上部外側加熱領域２２とは一部で重なっている。すなわち、上部内側加熱領域２０及び上部外側加熱領域２２はともに上部重複加熱領域２１を有する。上部重複加熱領域２１は、サセプター１及びウェハ４の略中央から外周側に寄った領域を加熱する。
【００３０】
一方、サセプター１及びウェハ４の下部への加熱領域は、下部内側加熱領域２３と下部外側加熱領域２５に分けられる。また、下部内側加熱領域２３と下部外側加熱領域２５とは一部で重なっている。すなわち、下部内側加熱領域２３と下部外側加熱領域２５はともに下部重複加熱領域２４を有する。下部重複加熱領域２４は、サセプター１及びウェハ４の略中央から外周側に寄った領域を加熱する。なお、図４において、これらの領域は半径方向一部のみ記載しているが、他の加熱ランプ１０、１１からの放射エネルギーを合わせると実際には各領域は円形状に存在している。
【００３１】
このように、サセプター１及びウェハ４の上部及び下部への加熱領域は、それぞれ重複加熱領域２１、２４を有する。重複加熱領域２１、２４に照射される放射エネルギーは、その他の部分よりも多くなる。従って、重複加熱領域２１、２４におけるサセプター１の温度およびウェハ４の温度はその他の領域よりも高くなる。
【００３２】
ここで、図５を参照して、上記のＣＶＤ装置に熱容量が略均一なサセプターを用いてウェハ上に成膜した場合の成膜状態を説明する。図５は、熱容量が略均一なサセプターを用いて成膜した場合のウェハ内膜厚分布を示したグラフである。図５において、縦軸はエピタキシャル膜厚、横軸はウェハ中心を基準にした場合のウェハ内測定位置（ｍｍ）を示す。ここでは、直径１２５ｍｍのウェハ４を用いる。また、図５においては、ウェハ中心から６０ｍｍの領域における成膜状態を示す。すなわち、直径１２０ｍｍの領域における成膜状態を示す。
【００３３】
図５に示されるように、ウェハ中心から２０〜４０ｍｍ離れた部分の膜厚が他部分に比べて厚くなっており、ウェハ内測定位置に対するエピタキシャル膜厚の分布がアルファベットのＭ字型の分布をとることがわかる。一般的に、成膜温度が高くなると成膜速度が早くなり、膜厚が厚くなることは公知である。すなわち、ウェハ中心から２０〜４０ｍｍ離れた部分において、ウェハおよびサセプターの温度が高くなっていることがわかる。すなわち、ウェハ中心から２０〜４０ｍｍ離れた部分が図４に示された重複加熱領域２１、２４に相当し、放射エネルギーが多くなったことがわかる。この分布形状は、リフレクターに設けられた反射角度によって決定される。従って、上下の加熱電力投入比を調整しても、Ｍ字の大小が変化の差はあるが基本形状に変化は無い。
【００３４】
ここで、ＣＶＤ装置に本実施の形態にかかるサセプター１を用いた場合、ウェハ４を略均一に加熱させることができる。すなわち、成膜温度を略均一にすることができ、成膜された膜の膜厚（成膜厚）の均一性が向上する。これは、上記のように、本実施の形態にかかるサセプター１は、この放射エネルギーの分布を相殺するように、各部の熱容量が変化しているためである。また、ここで言う凹部３は、サセプター１を貫通していないことが前提である。換言すると、凹部３は、サセプター１の一方の面からサセプター１の厚さ方向途中まで設けられることが前提である。凹部３がサセプター１を貫通していると、下部用加熱ランプ１１からの放射エネルギーが直接ウェハ４の裏面に部分的に照射され、ホットスポットができるために成膜厚の均一性が悪化する。
【００３５】
凹部の寸法および深さは、上下の投入電力比率により適した寸法があるため、一義的に指定することは出来ないが、以下のような寸法にすることが好ましい。例えば、サセプターポケット２の凹部３以外の部分の厚みを３ｍｍとした場合、加工される凹部３の径はおおよそ１〜５ｍｍ、深さは０．１〜２．５ｍｍ程度の組み合わせとなる。また、凹部３の深さに関しては厚みを考慮し、貫通せず、かつ、製作可能な厚みを残すことが出来る範囲で設定することができる。
【００３６】
凹部３は、サセプターポケット２の中心から外周に向けて等ピッチを含む不等ピッチで配置される。また、重複加熱領域２１、２４に相当する部分には第１凹部３ａ、その他の部分には第２凹部３ｂを形成することが好ましい。図１〜３においては、内周部２７が重複加熱領域２１、２４に相当する。また、凹部３の大きさ（径、深さ）、密度（単位面積あたりの凹部３の数、凹部３のピッチ）は、図５に示された膜厚分布、サセプター１やウェハ４の温度分布等から設定することができる。
【００３７】
例えば、図５に示されたように、直径１２５ｍｍのウェハ４を載置するサセプター１の場合、第１凹部３ａ及び第２凹部３ｂは以下のように設けることが好ましい。サセプターポケット２の中心〜半径２０ｍｍの部分には第２凹部３ｂ、半径２０〜４０ｍｍの部分には第１凹部３ａ、また半径４０ｍｍ以上の部分には第２凹部３ｂを形成する。この場合、第１凹部３ａは、例えば、直径２〜５ｍｍ、深さ０．５〜２．５ｍｍとする。そして、第２凹部３ｂは、例えば、直径１〜２ｍｍ、深さ０．１〜０．５ｍｍとする。
【００３８】
径が大きく、かつ深い凹部が多い部分では、サセプター１とウェハ４の裏面との距離が通常の距離より遠くなったことと同じ効果が得られる。すなわち、サセプター１からウェハ４への熱伝達量が通常よりも減少する。換言すると、第１凹部３ａが多い部分では、サセプター１からウェハ４への熱伝達量が通常よりも減少する。このように、熱伝達量を制御することにより、ウェハ４の温度を略均一にすることができる。
【００３９】
なお、凹部３の密度（単位面積あたりの凹部３の数、凹部３のピッチ）は、サセプター１の部位によって異なるようにしたほうが効果が高いのはＣＶＤ装置を熟知した技術者では容易に推測できるものであり、密度に関して限定はできない。これは、図５で示されたように、通常のサセプターで成膜した時の膜厚分布のＭ字の度合により好ましい密度が異なるためである。また、実際の製造工程ではウェハ４上に複数種類の膜によりパターンが形成されており、これらの膜種および各膜厚の影響で膜厚分布が変動するために、それらに合わせた密度としなければならない。
【００４０】
なお、図１において、凹部３の平面形状を略円形状で記してあるが、凹部３の平面形状は略楕円形状、略多角形状でも同様の効果が得られる。また図２、図３において凹部３の断面形状は略矩形状で表しているが略三角形状としてもよい。すなわち、凹部３は、略柱状や略錐状としてもよい。これらの場合でも、同様の効果が得られることも明白であり、本発明の範囲に含まれる。
【００４１】
また、図１に示されたサセプター１には、サセプターポケット２内の全ての部分に凹部３が形成されるがこれに限られない。図６に示されるように、サセプターポケット２内の一部のみに凹部３を形成してもよい。具体的には、サセプターポケット２の内周部２７に、図１に示されたサセプター１と同様、第１凹部３ａを形成する。そして、その他の部分（外周部２６及び中央部２８）には凹部３を形成しない。すなわち、熱源から放射エネルギーが多く照射される領域のみに凹部３を形成する。
【００４２】
さらに、図１〜３に示されたサセプター１には、サセプターポケット２の表面（ウェハ４側の面）のみに凹部３を施したがこれに限られない。図７に示されるように、サセプター１の裏面（ウェハ４とは反対側の面）のみに凹部３を施してもよい。図６、７に示されたサセプター１によっても同様の効果が得られ、本発明の特許範囲に包含される。また、熱源からの放射エネルギーが照射される量が少ない領域ほど、凹部３の平面積を小さくしたり、深さを浅くしたり、ピッチを大きくすることが効果的である。なお、ここでは、製造の容易性、熱容量の制御の容易性等の観点から、サセプター１に複数の凹部３を形成することにより各部の体積を異ならせたがこれに限定されない。例えば、放射エネルギーが多く照射される領域のみサセプター１の厚みを薄くしてもよい。
【００４３】
加えて、本実施の形態ではサセプター１を利用したＣＶＤ装置としてＡＭＡＴ社製Ｃｅｎｔｕｒａ−ＨＴＦ  Ｅｐｉ装置を具体的装置として記載したがこれに限られない。他の枚葉式ＣＶＤ装置の場合においても、その加熱源の形態、サセプター１の形態にあわせて実施することで効果が得られるため、本記載の範囲にとどまるものではない。また、複数のウェハを処理可能なバッチ式と言われるＣＶＤ装置においても、同様のサセプターを使用するものであれば本特許の効果が得られることも明白である。さらには、ウェハ４の加熱を行う装置であれば、ＣＶＤ装置に代表される成膜装置や堆積装置以外でも種々の装置に適用することができる。
【００４４】
実施の形態２
実施の形態１ではサセプターポケット２のみに凹部３を設けたが、本実施の形態ではサセプターポケット２の外側にも凹部３を設ける。なお、それ以外の構成等については実施の形態１と同様なので説明を適宜省略又は簡略化する。まず、図８、９を参照して、本実施の形態にかかるサセプター１について説明する。図８は、サセプター１の構成を示す上面図である。図９は、サセプター１の構成を示す断面図である。
【００４５】
実施の形態１と同様、サセプターポケット２には、複数の凹部３が設けられる。また、図８、９に示したように、サセプターポケット２の以外の部分にも複数の第３凹部３ｃが設けられる。すなわち、サセプターポケット２より外側であってサセプター１の外周部においても、複数の第３凹部３ｃが設けられる。第３凹部３ｃは、例えば第２凹部３ｂと同程度の大きさ（径、深さ）としてもよい。また、第３凹部３ｃは、外周部２８における第２凹部３ｂと同程度の密度（単位面積あたりの凹部３の数、凹部３のピッチ）としてもよい。また、第３凹部３ｃの大きさ、密度は適宜変更可能であり、サセプター１上の温度分布等を測定し、その結果から設定される。
【００４６】
本実施の形態にかかるサセプター１によっても実施の形態１と同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態では、第３凹部３ｃを設けることにより、サセプター１の外周部の熱容量を変更している。このようなサセプター１は、サセプター１の温度がサセプターポケット２よりサセプター１の外周部の方が高くなるような温度分布を持つ装置加熱条件、方式の時に有効である。また、実施の形態１と同様、本実施の形態においても第３凹部３ｃの平面形状は略円形状に限らず、略楕円形状、略多角形状とすることも可能であり、第３凹部３ｃを略柱状または略錐状としてもよい。さらに、第３凹部３ｃをサセプター１の裏面に施すことも効果があることは明白である。このように、実施の形態１と同様、様々な変更が可能である。なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  サセプター、２  サセプターポケット、２ａ  段差部、２ｂ  底部、
３  凹部、３ａ  第１凹部、３ｂ  第２凹部、３ｃ  第３凹部、４  ウェハ、
５  プリヒートリング、６  サセプターサポートシャフト、７  ウェハリフトシャフト、
８  ウェハリフトピン、１０  上部用加熱ランプ、１１  下部用加熱ランプ、
１２  上部内側用リフレクター、１３  下部内側用リフレクター、
１４  上部外側用リフレクター、１５  下部外側用リフレクター、
１６  上部石英チャンバ、１７  下部石英チャンバ、
２０  上部内側加熱領域、２１  上部重複加熱領域、２２  上部外側加熱領域、
２３  下部内側加熱領域、２４  下部重複加熱領域、２５  下部外側加熱領域、
２６  外周部、２７  内周部、２８  中央部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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