(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するサセプタに載置した半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャル成長装置内で、前記サセプタを下方から支持するサセプタ支持部であって、
該サセプタ支持部は、前記サセプタを支持するサセプタシャフトおよび前記半導体ウェーハを支持する基板リフト部を備え、
前記サセプタシャフトは、支柱および該支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、
前記基板リフト部は、支柱および該支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、
前記サセプタシャフトの腕部は、前記サセプタ支持部の支柱側から、第１腕部、該第１腕部と連結する第２腕部、および該第２腕部と連結する第３腕部を有し、前記第２腕部には、該第２腕部を鉛直方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記基板リフト部の腕部は、前記基板リフト部の支柱側から、第１腕部、該第１腕部と連結する第２腕部、および該第２腕部と連結する台座部を有し、
前記基板リフト部の台座部と前記半導体ウェーハとの間には、前記サセプタシャフトの貫通孔および前記サセプタの貫通孔を貫通可能なリフトピンが設けられ、
前記サセプタシャフトの第１腕部の幅が、前記サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さいサセプタ支持部。
【請求項２】
前記サセプタシャフトの第１腕部の幅が、前記サセプタシャフトの貫通孔の直径以下であることを特徴とする請求項１記載のサセプタ支持部。
【請求項３】
前記サセプタシャフトの第３腕部の幅が、前記サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１または２記載のサセプタ支持部。
【請求項４】
前記サセプタシャフトの第３腕部の幅が、前記サセプタシャフト貫通孔の直径以下であることを特徴とする請求項３記載のサセプタ支持部。
【請求項５】
前記基板リフト部の第２腕部の幅が、前記基板リフト部の第１腕部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のサセプタ支持部。
【請求項６】
前記基板リフト部の第２腕部の幅が、前記サセプタシャフトの第１腕部の幅と同じであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載のサセプタ支持部。
【請求項７】
前記サセプタシャフトの支柱には、前記サセプタを支持するキャップが設けられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のサセプタ支持部。
【請求項８】
前記台座部には、前記リフトピンの下端を支持することが可能な凹部が設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のサセプタ支持部。
【請求項９】
貫通孔を有するサセプタに載置した半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャル成長装置であって、
前記サセプタを下方から支持するサセプタ支持部を備え、
該サセプタ支持部は、前記サセプタを支持するサセプタシャフトおよび前記半導体ウェーハを支持する基板リフト部を有し、
前記サセプタシャフトは、支柱および該支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、
前記基板リフト部は、支柱および該支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、
前記サセプタシャフトの腕部は、前記サセプタシャフトの支柱側から、第１腕部、該第１腕部と連結する第２腕部、および該第２腕部と連結する第３腕部を有し、前記第２腕部には、該第２腕部を鉛直方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記基板リフト部の腕部は、前記基板リフト部の支柱側から、第１腕部、該第１腕部と連結する第２腕部、および該第２腕部と連結する台座部を有し、
前記基板リフト部の台座部と前記半導体ウェーハとの間には、前記サセプタシャフトの貫通孔および前記サセプタの貫通孔を貫通可能なリフトピンが設けられ、
前記サセプタシャフトの第１腕部の幅が、前記サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さいエピタキシャル成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成する際に用いられるサセプタを支持するためのサセプタ支持部およびこのサセプタ支持部を備えるエピタキシャル成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、エピタキシャルウェーハは、エピタキシャル成長装置内で、半導体ウェーハにエピタキシャル膜を成長させることにより製造される。エピタキシャル膜の厚さの均一性は、エピタキシャルウェーハの品質の一つであり、高品質のエピタキシャルウェーハであるためには、ウェーハの面内において、膜厚分布が所定の範囲内であることが条件とされている。
【０００３】
通常、エピタキシャル膜の厚さは、その下の半導体ウェーハの温度の影響を受ける。この半導体ウェーハは、サセプタを介して加熱されるが、サセプタの裏面には、サセプタ支持部が存在する。このサセプタ支持部の存在により、サセプタの、下方に配置された加熱装置からみてサセプタ支持部の影になった部分の温度と、その他の部分の温度とに差異が生じ、サセプタ全体の温度が均一でなくなってしまうという問題が生じる。
【０００４】
これに関し、例えば特許文献１および２には、サセプタ支持部を、石英ガラス等の透明材料で形成する技術が開示されている。しかしながら、サセプタ支持部を透明材料で形成した場合であっても、上述した問題を解決するのは困難であった。
【０００５】
さらに、高温の環境に曝されることによりサセプタが変形し、サセプタ全体の温度が均一でなくなってしまうという問題もある。これに関し、特許文献２には、サセプタ支持部の腕を４本以上とすることで、サセプタを支持する力を強化し、サセプタが変形することを防ぐ技術が開示されている。
【０００６】
しかしながら、サセプタ支持部の腕を増やすことは、サセプタ支持部により影になる部分が増えることにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３３５４３５号公報
【特許文献２】特開２０１１-１０８７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記問題を解決し、サセプタの加熱に与える影響が小さく、かつ、サセプタを十分に支持することができるサセプタ支持部、および、このサセプタ支持部を備えることで、高品質のエピタキシャルウェーハを製造することができるエピタキシャル成長装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のサセプタ支持部は、貫通孔を有するサセプタに載置した半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャル成長装置内で、サセプタを下方から支持するサセプタ支持部であって、このサセプタ支持部は、サセプタを支持するサセプタシャフトおよび半導体ウェーハを支持する基板リフト部を備え、サセプタシャフトは、支柱およびこの支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、基板リフト部は、支柱およびこの支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、サセプタシャフトの腕部は、サセプタシャフトの支柱側から、第１腕部、この第１腕部と連結する第２腕部、および第２腕部と連結する第３腕部を有し、第２腕部には、この第２腕部を鉛直方向に貫通する貫通孔が設けられ、基板リフト部の腕部は、基板リフト部の支柱側から、第１腕部、この第１腕部と連結する第２腕部、および第２腕部と連結する台座部を有し、この台座部と半導体ウェーハとの間には、サセプタシャフトの貫通孔およびサセプタの貫通孔を貫通可能なリフトピンが設けられ、サセプタシャフトの第１腕部の幅が、サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
サセプタシャフトの第１腕部の幅は、サセプタシャフトの貫通孔の直径以下とするのが好ましい。
【００１１】
サセプタシャフトの第３腕部の幅は、サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さくするのが好ましい。
【００１２】
サセプタシャフトの第３腕部の幅は、サセプタシャフトの貫通孔の直径以下とするのが好ましい。
【００１３】
基板リフト部の第２腕部の幅は、基板リフト部の第１腕部の幅よりも小さくするのが好ましい。
【００１４】
基板リフト部の第２腕部の幅は、サセプタシャフトの第１腕部の幅と同じにするのが好ましい。
【００１５】
サセプタシャフトの支柱には、サセプタを支持するキャップを設けるのが好ましい。
【００１６】
台座部には、リフトピンの下端を支持することが可能な凹部を設けるのが好ましい。
【００１７】
本発明のエピタキシャル成長装置は、貫通孔を有するサセプタに載置した半導体ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャル成長装置であって、サセプタを下方から支持するサセプタ支持部を備え、このサセプタ支持部は、サセプタを支持するサセプタシャフトおよび半導体ウェーハを支持する基板リフト部を有し、サセプタシャフトは、支柱およびこの支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、基板リフト部は、支柱およびこの支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、サセプタシャフトの腕部は、サセプタシャフトの支柱側から、第１腕部、この第１腕部と連結する第２腕部、および第２腕部と連結する第３腕部を有し、第２腕部には、この第２腕部を鉛直方向に貫通する貫通孔が設けられ、基板リフト部の腕部は、基板リフト部の支柱側から、第１腕部、この第１腕部と連結する第２腕部、および第２腕部と連結する台座部を有し、この台座部と半導体ウェーハとの間には、サセプタシャフトの貫通孔およびサセプタの貫通孔を貫通可能なリフトピンが設けられ、サセプタシャフトの第１腕部の幅が、サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のサセプタ支持部は、サセプタの加熱に与える影響が小さく、かつ、サセプタを十分に支持することができる。また、本発明のエピタキシャル成長装置は、上記サセプタ支持部を備えることで、高品質のエピタキシャルウェーハを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態のエピタキシャル成長装置の模式的な断面図
【図２】本発明の実施形態のサセプタシャフトの模式図
【図３】本発明の実施形態の基板リフト部の模式図
【図４】本発明の実施形態のサセプタ支持部の動作を示す模式図
【図５】本発明の他の実施形態のエピタキシャル成長装置の模式的な断面図
【図６】本発明の実施形態における反応室の構成を示す分解斜視図
【図７】本発明の実施形態における反応室の外側の構成を示す分解斜視図
【図８】本発明の実施形態における天井部の構成を示す斜視断面図
【図９】本発明の実施形態における側壁部の内側の構成を示す模式図
【図１０】本発明の実施形態における反応ガス供給路を示す断面図
【図１１】本発明の実施形態における反応ガス供給路について説明するための模式図
【図１２】本発明の実施形態における整流板の例を示す斜視図
【図１３】本発明の実施形態におけるサセプタリングの一例を示す一部断面図
【図１４】本発明の実施形態におけるサセプタリングの他の例を示す一部断面図
【図１５】本発明の実施形態におけるサセプタの一例を示す平面図
【図１６】本発明の実施形態におけるサセプタの他の一例を示す平面図
【図１７】本発明の実施形態におけるガス排出チューブの一例を示す斜視断面図
【図１８】本発明の実施形態における上部リフレクタの一例を示す斜視図
【図１９】本発明の実施形態における下部リフレクタの一例を示す斜視図
【図２０】従来のエピタキシャル成長装置における天井部の構成を示す斜視断面図
【図２１】従来のエピタキシャル成長装置における反応室の外側の構成を示す分解斜視図
【図２２】従来のエピタキシャル成長装置における上部リフレクタの一例を示す斜視図
【図２３】従来のエピタキシャル成長装置における下部リフレクタの一例を示す斜視図
【図２４】実験例１および比較例１のエピタキシャル膜の膜厚分布を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明のサセプタ支持部の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
本発明のサセプタ支持部１００は、一例として図１に示すように、貫通孔１０を有するサセプタ２０に載置した半導体ウェーハＷの表面上にエピタキシャル膜を形成するエピタキシャル成長装置２００内で、サセプタ２０を下方から支持するものである。サセプタ支持部１００は、サセプタ２０を支持するサセプタシャフト１１０および半導体ウェーハＷを支持する基板リフト部１２０を備える。エピタキシャル成長装置２００は、その上部および下部に、ハロゲンランプ等の加熱手段２１０を備える。
【００２２】
図２に示すように、サセプタシャフト１１０は、支柱１１１およびこの支柱１１１から放射状に延びる複数本の腕部１１２を有する。サセプタシャフト１１０の腕部１１２は、支柱１１１側から、第１腕部１１３、第１腕部１１３と連結する第２腕部１１４、および第２腕部１１４と連結する第３腕部１１５を有する。第２腕部１１４には、第２腕部１１４を鉛直方向に貫通する貫通孔１１６が設けられる。
【００２３】
また、図３に示すように、基板リフト部１２０は、支柱１２１およびこの支柱から放射状に延びる複数本の腕部１２２を有する。基板リフト部１２０の腕部１２２は、支柱１２１側から、第１腕部１２３、第１腕部１２３と連結する第２腕部１２４、および第２腕部１２４と連結する台座部１２５を有する。
【００２４】
図１〜図３に示すように、基板リフト部１２０の軸部１２１には、サセプタシャフト１１０の軸部１１１が挿入され、上下運動および回転が可能な構成となっている。
【００２５】
そして、図１に示されるように、台座部１２５と半導体ウェーハＷとの間には、サセプタシャフト１１０の貫通孔１１６およびサセプタ２０の貫通孔１０を貫通可能なリフトピン１３０が設けられる。
【００２６】
また、図３に示すように、基板リフト部１２０の台座部１２５には、凹部１２６を設けるのが好ましい。この凹部１２６を設けることにより、リフトピンがずれて傾くことを防止し、複数のリフトピンを同じ高さで持ち上げることが可能になる。また、リフトピンが折れるのを防止することもできる。
【００２７】
上述したリフトピン１３０により、半導体ウェーハＷを相対的に上下に移動させることができる。具体的には、図４(ａ)の状態から図４(ｂ)の状態にサセプタシャフト１１０を下方に移動させることで、サセプタ２０が降下し、リフトピン１３０がサセプタ２０の貫通孔１０を貫通することで、半導体ウェーハＷが相対的に持ち上がる。
【００２８】
逆に、図４(ｂ)の状態から図４(ａ)の状態にサセプタシャフト１１０を上方に移動させることで、サセプタ２０が上昇し、半導体ウェーハＷが相対的に下がり、サセプタ２０上に載置される。このとき、リフトピン１３０が落下することのないよう、サセプタ２０の貫通孔１０を、下方に向かって径が小さくなるテーパ形状またはＴ字形状とし、リフトピン１３０の先端をこれに対応する形状とすることができる。
【００２９】
そして、本発明のサセプタ支持部１００は、図２に示すように、サセプタシャフト１１０の第１腕部１１３の幅を、第２腕部１１４の幅よりも小さい構成とすることで、サセプタ支持部１００がサセプタの加熱に与える影響を小さくすることができる。また、腕部の本数を減らすものではないので、同じ腕部の本数を有するサセプタ支持部と比較しても、サセプタを支持する力は劣るものではない。
【００３０】
また、サセプタの加熱に与える影響をより低減するため、サセプタシャフト１１０の第１腕部１１３の幅を、貫通孔１１６の直径以下とするのが好ましい。
【００３１】
具体的には、サセプタシャフト１１０の第１腕部１１３の幅は、３．０ｍｍ以上６．３ｍｍ未満の範囲とするのが好ましい。幅が３．０ｍｍ未満だと、サセプタを十分に支持することができなくなるおそれがあり、幅が６．３ｍｍ以上だと、サセプタの加熱に与える影響が大きくなるおそれがあるためである。
【００３２】
同様に、サセプタシャフト１１０の第３腕部１１５の幅は、サセプタシャフト１１０の第２腕部１１４の幅よりも小さくするのが好ましい。
【００３３】
同様に、サセプタシャフト１１０の第３腕部１１５の幅は、サセプタシャフト１１０の貫通孔１１６の直径以下とするのが好ましい。
【００３４】
また、図３に示すように、サセプタの加熱に与える影響をより低減するため、基板リフト部１２０の第２腕部１２４の幅を、基板リフト部１２０の第１腕部１２３の幅よりも小さくするのが好ましい。
【００３５】
具体的には、前記基板リフト部１２０の第２腕部１２４の幅は、２．０ｍｍ以上４．８ｍｍ未満の範囲とするのが好ましい。幅が２．０ｍｍ未満だと、リフトピンを十分に支持することができなくなるおそれがあり、幅が４．８ｍｍ以上だと、サセプタの加熱に与える影響が大きくなるおそれがあるためである。
【００３６】
また、基板リフト部１２０の第２腕部１２４の幅は、サセプタシャフト１１０の第１腕部１１３の幅と同じにしてもよい。
【００３７】
また、図２に示すように、サセプタシャフト１１０は、支柱１１１と第１腕部１１３との間に、これら部材を連結する支柱側腕部１１７を有するのが好ましく、支柱側腕部１１７の幅は、サセプタシャフト１１０の第１腕部１１３の幅よりも大きくするのが好ましい。サセプタシャフト１１０の支柱１１１と、腕部１１２との連結を強くするためである。
【００３８】
また、サセプタシャフト１１０および基板リフト部１２０は、透明石英で形成されるのが好ましい。加熱装置２１０からの輻射熱をサセプタ２０に十分に伝えるためである。
【００３９】
さらに、サセプタシャフト１１０の支柱１１１の上部には、サセプタ２０を支持する力を高めるためのキャップを設けることも可能である。
【００４０】
なお、図面では腕部の本数を３本としたが、必要に応じて増減が可能である。
【００４１】
続いて、本発明のエピタキシャル成長装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
本発明のエピタキシャル成長装置２００は、一例として図１に示すように、貫通孔１０を有するサセプタ２０に載置した半導体ウェーハＷの表面上にエピタキシャル膜を形成する。
【００４３】
エピタキシャル成長装置２００は、反応室２を有する。反応室２は、基板Ｗが載置されるサセプタ２０と、側壁部４と、天井部５とから構成される。
【００４４】
サセプタ２０は、上面視において円形状の板状部材であり、基板Ｗより若干大きくなるように構成されている。サセプタ２０には、基板Ｗを載置するための基板用凹部３ａが設けられている。サセプタ２０は、複数の腕部を有するサセプタ支持部１００により支持されている。
【００４５】
サセプタ２０は、成膜位置Ｐ１においてその周囲に環状のサセプタリング７が配されている。サセプタリング７は、反応室２の側壁部４に設けられたフランジ部１３により支持されている。
【００４６】
天井部５は、天井板２１と、天井板２１を支持する支持部２２とからなる。天井板２１は、透過性を有するものであり、天井板２１の外側上方に設けられた加熱手段２１０(例えばハロゲンランプ)および上部リフレクタ２６からの熱を透過して反応室２内を加熱することができるように構成されている。即ち、本実施形態におけるエピタキシャル成長装置２００はコールドウォールタイプのエピタキシャル成長装置である。本実施形態では、天井板２１として石英を用いている。
【００４７】
天井板２１を支持する支持部２２は環状である。支持部２２の内縁より内側の貫通穴２４の基板Ｗ側の端部に天井板２１が固定されている。固定方法としては、溶接が挙げられる。
【００４８】
側壁部４は、環状の上部側壁部３１と、環状の下部側壁部３２とからなる。下部側壁部３２の内周側には、前述したフランジ部１３が設けられている。この上部側壁部３１の上に支持部２２が配置される。
【００４９】
下側側壁部３２の第１凹部３４と、上側側壁部３１の第１凸部３６との間の間隙３５は、反応ガス供給路４１(供給路)として機能する。
【００５０】
同様に、下側側壁部３２の第１凹部３７と、上側側壁部３１の第１凸部３９との間の間隙３８は、ガス排出路４２として機能する。
【００５１】
このように反応ガス供給路４１とガス排出路４２とは反応室２において対向し、反応室２において反応ガスは基板Ｗ上を水平方向に流れる。
【００５２】
側壁部４の下部側壁部３２の下面側には、環状の載置台４５が設けられ、側壁部４が載置台４５に載置されている。
【００５３】
天井部５、側壁部４、載置台４５の外周側には、環状の挟持部５１が設けられており、環状の挟持部５１は、これら天井部５、側壁部４及び載置台４５をクランプして支持している。挟持部５１には、それぞれ反応ガス供給路４１に連通する供給側連通路５２と、ガス排出路４２に連通する排出側連通路５３とが設けられている。供給側連通路５２にはガス導入チューブ５５が内挿されている。また、排出側連通路５３にはガス排出チューブ５８が内挿されている。
【００５４】
挟持部５１の外側には、反応ガス導入部５４が設けられており、反応ガス導入部５４と供給側連通路５２とは通路が連通している。反応ガス導入部５４からは、本実施形態では、第１原料ガスと、第２原料ガスとが導入されている。なお、第２原料ガスはキャリアガスとしても機能する。反応ガスとしては３種類以上のガスを混合して用いることも可能である。供給側連通路５２と反応ガス導入部５４との接続部分には、ガス流路に対して垂直となるように整流板５６が設けられている。整流板５６には、複数の孔部５６ａが周方向に沿って一列に設けられており、この孔部５６ａを反応ガスが通過することで、第１原料ガスと第２原料ガスとが混合されると共に整流される。また、挟持部５１の外側には、ガス排出部５７も設けられている。ガス排出部５７は、反応室２の中心を挟んで反応ガス導入部５４と対向する位置に設けられている。ガス排出部５７と排出側連通路５３とは通路が連通している。即ち、反応ガス供給路４１には、供給側連通路５２を介して反応ガス導入部５４が接続されている。また、ガス排出路４２は、排出側連通路５３を介してガス排出部５７が接続されている。ガス排出路４２は、反応室２の中心を挟んで反応ガス供給路４１と対向するように設けられている。
【００５５】
また、載置台４５の内周側下部には、装置底部６１が設けられている。装置底部６１の外側には、別の加熱手段６２および下部リフレクタ６５が設けられており、基板Ｗを下方からも加熱することが可能である。
【００５６】
装置底部６１の中央には、サセプタ支持部１００の軸部６３が挿入されると共に、パージガスが導入されるパージガス導入部(図示せず)が設けられている。パージガスは、パージガス導入部に設けられた図示しないパージガス導入手段から装置底部６１、下部側壁部３２及び載置台４５とから構成された反応室下部６４に導入される。
【００５７】
サセプタ２０を下方から支持するサセプタ支持部１００については上述した通りである。
【００５８】
本発明の他の実施形態となるエピタキシャル成長装置２００の構成について、図５、図６および図７を用いて詳細に説明する。図５はエピタキシャル成長装置２００の全体を示す断面図である。また、図６はエピタキシャル成長装置２００の反応室２の構成を示す分解斜視図、図７はエピタキシャル成長装置２００の反応室２の外側の構成を示す分解斜視図である。
【００５９】
エピタキシャル成長装置２００は、基板Ｗ上に、例えばシリコンなどの膜をエピタキシャル成長させるための成膜装置である。
【００６０】
エピタキシャル成長装置２００は反応室２を有する。反応室２は、基板Ｗが載置されるサセプタ２０と、側壁部４と、天井部５とから構成される。
【００６１】
サセプタ２０は、上面視において円形状の板状部材であり、基板Ｗより若干大きくなるように構成されている。サセプタ２０には、基板Ｗを載置するための基板用凹部３ａが設けられている。サセプタ２０は、複数の腕部を有するサセプタ支持部１００により支持されている。
【００６２】
サセプタ支持部１００は、サセプタ２０を支持しながらサセプタ２０を昇降させる。サセプタ２０の基板Ｗが載置される面の昇降範囲は、サセプタ２０が、基板Ｗ上に成膜が行われる成膜位置Ｐ１から、基板Ｗのエピタキシャル成長装置２００への出し入れを行う基板搬送位置Ｐ２までの間である。そして、サセプタ支持部１００は、この成膜位置Ｐ１において、サセプタ支持部１００の軸を回転中心として回転することによって、サセプタ２０および基板Ｗを回転させることが可能であるように構成されている。
【００６３】
サセプタ２０は、成膜位置Ｐ１においてその周囲に環状のサセプタリング７が配されている。サセプタリング７は、詳しくは後述するが、第１リング１１と、第１リング１１上に載置された第２リング１２とからなる。サセプタリング７は、反応室２の側壁部４に設けられたフランジ部１３により支持されている。
【００６４】
天井部５は、天井板２１と、天井板２１を支持する支持部２２とからなる。天井板２１は、透過性を有するものであり、天井板２１の外側上方に設けられた加熱手段２１０(例えばハロゲンランプ)および上部リフレクタ２６からの熱を透過して反応室２内を加熱することができるように構成されている。即ち、本実施形態におけるエピタキシャル成長装置２００はコールドウォールタイプのエピタキシャル成長装置である。本実施形態では、天井板２１として石英を用いている。
【００６５】
天井板２１を支持する支持部２２は環状である。支持部２２の内縁より内側の貫通穴２４の基板Ｗ側の端部に天井板２１が固定されている。固定方法としては、溶接が挙げられる。
【００６６】
側壁部４は、環状の上部側壁部３１と、環状の下部側壁部３２とからなる。下部側壁部３２の内周側には、前述したフランジ部１３が設けられている。このフランジ部１３よりも下方側に、基板搬送口３０が設けられている。上部側壁部３１は、その上面に、支持部２２の突出部２５の外側の斜面部に対応する斜面部を有している。この上部側壁部３１の斜面上に支持部２２が配置される。
【００６７】
下部側壁部３２の上面は外周部の一部が切り欠かれ、この切り欠きが設けられていない領域は、上部側壁部３１が載置される載置面３３として構成されている。下部側壁部３２の切り欠きにより、下部側壁部３２には第１凹部３４が形成されている。即ち、第１凹部３４は、下部側壁部３２の上面の載置面３３が形成されていない部分に形成された凹部である。上部側壁部３１には、下部側壁部３２への載置時にこの第１凹部３４に対応する位置に、第１凹部３４の形状に対応し、かつ、この第１凹部３４との間に間隙３５が形成されるように、第１凸部３６が設けられている。そして、この第１凸部３６と第１凹部３４との間の間隙３５が反応ガス供給路４１(供給路)として機能する。反応ガス供給路４１については詳しくは後述する。
【００６８】
また、下部側壁部３２の第１凹部３４と対向する領域において、下部側壁部３２の上面はその外周部の一部が切り欠かれて第２凹部３７が形成されている。上部側壁部３１には、下部側壁部３２への載置時にこの第２凹部３７に対応する位置に、第２凹部３７の形状に対応し、かつ、この第２凹部３７との間に間隙３８が形成されるように、第２凸部３９が形成されている。この第２凹部３７と上部側壁部３１の第２凸部３９とでガス排出路４２が形成されている。
【００６９】
このように反応ガス供給路４１とガス排出路４２とは反応室２において対向し、反応室２において反応ガスは基板Ｗ上を水平方向に流れる。
【００７０】
また、下部側壁部３２の第２凹部３７を構成する壁面４３には、パージガスが排出されるパージ孔４４が形成されている。パージ孔４４は、フランジ部１３よりも下方に設けられている。そして、このパージ孔４４が第２凹部３７を構成する壁面４３に設けられていることから、パージ孔４４はガス排出路４２に臨んでいる。従って、ガス排出路４２には、反応ガスとパージガスの両方が排出される。
【００７１】
側壁部４の下部側壁部３２の下面側には、環状の載置台４５が設けられ、側壁部４が載置台４５に載置されている。
【００７２】
天井部５、側壁部４、載置台４５の外周側には、環状の挟持部５１が設けられており、環状の挟持部５１は、これら天井部５、側壁部４及び載置台４５をクランプして支持している。挟持部５１には、それぞれ反応ガス供給路４１に連通する供給側連通路５２と、ガス排出路４２に連通する排出側連通路５３とが設けられている。供給側連通路５２にはガス導入チューブ５５が内挿されている。また、排出側連通路５３にはガス排出チューブ５８が内挿されている。
【００７３】
挟持部５１の外側には、反応ガス導入部５４が設けられており、反応ガス導入部５４と供給側連通路５２とは通路が連通している。反応ガス導入部５４からは、本実施形態では、第１原料ガスと、第２原料ガスとが導入されている。なお、第２原料ガスはキャリアガスとしても機能する。反応ガスとしては３種類以上のガスを混合して用いることも可能である。供給側連通路５２と反応ガス導入部５４との接続部分には、ガス流路に対して垂直となるように整流板５６が設けられている。整流板５６には、複数の孔部５６ａが周方向に沿って一列に設けられており、この孔部５６ａを反応ガスが通過することで、第１原料ガスと第２原料ガスとが混合されると共に整流される。また、挟持部５１の外側には、ガス排出部５７も設けられている。ガス排出部５７は、反応室２の中心を挟んで反応ガス導入部５４と対向する位置に設けられている。ガス排出部５７と排出側連通路５３とは通路が連通している。即ち、反応ガス供給路４１には、供給側連通路５２を介して反応ガス導入部５４が接続されている。また、ガス排出路４２は、排出側連通路５３を介してガス排出部５７が接続されている。ガス排出路４２は、反応室２の中心を挟んで反応ガス供給路４１と対向するように設けられている。
【００７４】
また、載置台４５の内周側下部には、装置底部６１が設けられている。装置底部６１の外側には、別の加熱手段６２および下部リフレクタ６５が設けられており、基板Ｗを下方からも加熱することが可能である。
【００７５】
装置底部６１の中央には、サセプタ支持部１００の軸部６３が挿入されると共に、パージガスが導入されるパージガス導入部(図示せず)が設けられている。パージガスは、パージガス導入部に設けられた図示しないパージガス導入手段から装置底部６１、下部側壁部３２及び載置台４５とから構成された反応室下部６４に導入される。また、パージ孔４４は反応室下部６４に連通している。
【００７６】
(エピタキシャル成長を用いた成膜方法の概要)
次に、本実施形態のエピタキシャル成長装置を用いた成膜方法について説明する。
【００７７】
まず、サセプタ２０を基板搬送位置Ｐ２まで移動させ、基板Ｗを基板搬送口３０から搬入し、サセプタ２０を成膜位置Ｐ１まで移動させる。基板Ｗとしては、直径が例えば２００ｍｍのシリコン基板を用いる。次に、加熱手段２１０により待機温度（例えば、８００℃）から成長温度（例えば１１００℃）に加熱される。パージガス導入部からパージガス(例えば水素)を反応室下部６４に導入する。また、反応ガス(例えば第１原料ガスとしてトリクロロシラン、第２原料ガスとして水素)を反応ガス導入部５４から反応ガス供給路４１を介して反応室２内に導入する。反応ガスは、基板Ｗの表面に境界層を形成し、この境界層において反応が生じる。これにより、基板Ｗ上にシリコン膜が成膜される。反応ガスは、反応室２に臨んだガス排出路４２から排出される。また、パージガスはパージ孔４４を介してガス排出路４２へ排出される。このようにしてエピタキシャル成長が終了した後、待機温度まで降温してから、基板Ｗは搬出され、半導体製造装置の別のチャンバに移動される。
【００７８】
(エピタキシャル成長装置・方法の詳細)
次に、本実施形態のエピタキシャル成長装置２００の構成部材の詳細について説明するとともに、本実施形態の成膜方法の詳細についても説明する。
【００７９】
図８は、本実施形態における天井部５の構成を示す斜視断面図である。図に示したように、天井板２１を支持する支持部２２の内縁は、基板側に向かって徐々に径が小さくなっている。そして、内縁の基板Ｗ側の端部に天井板２１が固定されている。また、支持部２２を裏面側(下面側)からみると、内周部が突出して突出部２５となっている。この突出部２５も突出方向に向かって徐々に径が小さくなるように形成されている。このように、支持部２２は２つの斜面部から構成される。即ち、支持部２２は、天井板２１の周縁部において、周縁部の上方かつ外側から天井板２１を支持する。一方、図２０は、従来のエピタキシャル成長装置の天井部５’の一例を示す斜視断面図である。図に示したように、従来の装置の天井部５’では、天井板２１’の周縁部において、支持部２２’が、天井板２１’と同一平面上から天井板２１’を支持し、支持部２２’は略直角の角部２５’を有する形状となっている。
【００８０】
このように、本実施形態では、従来のものに比べて、支持部２２を応力が集中しにくい形状としていることから、基板Ｗと天井板２１との距離Ｈを短く、即ち１０ｍｍ未満とすることができる。
【００８１】
具体的には、天井板２１（２１’）を加熱手段２１０からの赤外線は概ね通過するが、天井板２１（２１’）自体はサセプタ２０、又は基板Ｗからの輻射熱を吸収する。この吸収された熱は天井板２１（２１’）から支持部２２（２２’）との接合部を介して支持部２２（２２’）へ入力される。ここで、基板Ｗと天井板２１（２１’）との距離Hを短くすると、この輻射熱の吸収量が高くなり、支持部２２（２２’）に入力される熱が多くなる。したがって、従来の天井部５’のように、支持部２２’が略直角の角部２５’を有すると、この角部２５’に応力が集中してしまい、割れなどが発生するおそれがある。
【００８２】
一方、本実施形態では、支持部２２に突出部２５を設け、天井板２１の周縁部において、周縁部の上方かつ外側から天井板２１を支持させることによって、なるべく応力が集中しやすい角部（２５’）を設けずに天井板２１を基板側で支持することができるようしている。
【００８３】
また、本実施形態では、上述のように境界層を狭くするために天井板２１と基板Ｗとの距離Hを短くしているので、反応ガスが基板Ｗの外側に逃げてしまいやすく、基板において膜厚分布の均一化が難しい場合も考えられるので、これを防止することが好ましい。このため、本実施形態では、以下に説明するように、ガス流れを均一化するために、反応ガス供給路４１にガイド部を設けている。
【００８４】
反応ガス供給路４１に設けられたガイド部について、図９から図１１を用いて詳細に説明する。前述のとおり、反応ガス供給路４１は、下部側壁部３２の第１凹部３４と上部側壁部３１の第１凸部３６とから形成されて、供給側連通路５２内のガス導入チューブ５５を介して反応ガス導入部５４まで連通している。また、反応ガス供給路４１は、反応ガス導入部５４からのガスの導入方向と一致する方向（水平方向）に延設された第１供給路７１と、第１供給路７１に連通し、ガスの導入方向に対して垂直な方向（鉛直方向）に延設された第２供給路７２と、第２供給路７２に連通し、ガスの導入方向に一致する方向（水平方向）に延設された第３供給路７３とを有している。そして、第３供給路７３は、反応室２に連通している。即ち、反応ガス供給路４１は、反応ガスの入口である供給側連通路５２側から、反応ガスの出口である反応室２に接続される出口に向かって上り階段状に形成されている。
【００８５】
ここで、第２供給路７２は、上述のように鉛直方向に延設されているので、反応ガス導入部から導入されたガスが第２供給路７２の反応ガス導入部５４に対向する壁面７４に接触する。これにより、反応ガスが拡散され、反応ガスの混合性が高まる。即ち、第２供給路７２は反応ガスの混合室として機能する。この場合に、第２供給路７２で反応ガスが停滞しないように、本実施形態では、第２供給路７２の壁面７４には、鉛直方向に延びた溝部７５が形成されており、この溝部７５がガイド部として機能する。このように溝部７５が設けられていることで、第２供給路７２の壁面７４に接触することで拡散されたガスも第３供給路７３へ流入しやすく、さらにこの溝部７５に沿って整流されることで、反応ガスの直進性が向上して、反応室２に流入した場合の反応ガスの広がりを抑制できる。
【００８６】
溝部７５について詳細に説明する。溝部７５は、第２供給路７２の壁面７４の全面に複数本連続して凹部として形成されている。図１１(ａ)に示すように、凹部である溝部７５は、溝部７５の幅方向において湾曲している。本実施形態では、溝部７５は、上面視において円弧状である。溝部７５が幅方向において湾曲していることから、反応ガスが、壁面７４の溝部７５の底部に接触した場合に、拡散しにくく(集中しやすく)、反応ガスが反応室２へ流入した場合にも基板Ｗの外側へより広がりにくい。なお、この溝部７５の深さが深すぎると拡散を抑制することはできるが、反応ガス中の第１原料ガスと第２原料ガスとの混合をすることが難しくなる。本発明の一実施形態では、溝部７５の深さは１ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。さらに、３ｍｍとすることがより好ましい。
【００８７】
また、溝部７５は、それぞれが下部側壁部３２の面内方向の中央Ｃに向かうように設けられている。即ち、溝部７５は、下部側壁部３２の周方向に沿って設けられている。このように設けることで、各溝部７５によりガイドされて反応室２内に導入された反応ガスの流れの向きの水平方向の成分が、反応ガス供給路４１の反応室２側の開口の中心から反応室２の中心に向かう向きの水平方向の成分と一致するように整流性が高められ、反応ガスが反応室２内で分散されてしまうことが抑制される。
【００８８】
さらに、各溝部７５の幅方向の中心と反応ガス導入部５４に設けられた整流板５６の孔部５６ａの中心とが略一致する(対応する)位置に、各溝部７５は設けられている。即ち、本実施形態では壁面７４における溝部７５の数と孔部５６ａの数とは一致する。これにより、整流板５６より整流された反応ガスがそのまま各溝部７５に流入するので、さらに整流作用が高まり、反応ガスの直進性を向上させることができる。
【００８９】
なお、本実施形態では第２供給路７２の壁面７４の全面に溝部７５を設けたが、第２供給路７２の壁面７４のうち、少なくとも端部部分に設ければよい。端部部分とは、整流板５６の孔部が複数の領域に分けられて設けられているが、この領域のうち、最も端部の領域に対応する部分をいう。例えば、図１１（ｂ）に示す場合では、整流板５６は３つの領域８１に分けられており、この領域のうち、最も端部の領域８２、８３の孔部に対応して溝部７５が設けられていればよい。上記のように反応ガスは基板Ｗの外側に逃げやすいので、特に反応ガス供給路４１の端部部分において反応ガスの直進性を高めるために溝部７５を設けることが好ましいのである。そして、この場合にガイド部として機能する溝部７５を凹部として形成することでこのような効果を簡易に得ることができる。例えば、整流部材を第２供給路７２に別途設けるとなると反応ガスの混合性や製造コスト等の問題が発生するが、本実施形態のように溝部７５を凹部として形成することにより、これらの問題は解決される。
【００９０】
図１２は、整流板５６の例を示した斜視図である。図に示したように、整流板５６は、溝部７５のパターンに応じたものを用意すればよい。整流板５６の開口率は、成長速度の観点だけでなく、スクラバーや、外部の配管の形状、長さ等の付帯設備を含めて最適な値に決定することが好ましい。
【００９１】
本実施形態では、上述のように境界層を狭くするために天井板２１と基板Ｗとの距離を狭くしているので、反応室２下部への反応ガスの周りこみが発生しやすいと共に、基板Ｗの温度分布が均一化されにくいことが考えられ、その結果、厚膜形成時の膜厚分布や膜質の低下(例えば抵抗率の分布や結晶欠陥の発生など)も考えられる。本実施形態では、これを防止すべく、サセプタリング７が２つの部材で構成されている。この点について説明する。
【００９２】
図１３に拡大して示したように、サセプタリング７を構成する第１リング１１は、サセプタの外周に対して離間して設けられており、この第１リングの内周側には上面が低い段差部９１が形成されている。段差部９１には、第２リング１２が載置されており、この第２リング１２は、第１リング１１とサセプタ２０との間に形成された離間部９２に臨んで、即ち離間部９２にせり出すように設けられている。第２リング１２は、その上面がサセプタ２０の上面と等しくなるように設けている。このように第２リング１２の上面がサセプタ２０の上面と等しくなるように設けていることで、反応ガス供給路４１等で混合されて整流された状態が維持された反応ガスを、速度をできるだけ低下させること無く、スムーズに基板Ｗに供給できる。なお、ここでいうサセプタ２０の上面とは、サセプタ２０の基板用凹部３ａ (図５，６，１５，１６参照)の形成されていない領域の上面をいう。本実施形態の第２リング１２は、熱伝導性に鑑みてシリコンカーバイドを材料としている。
【００９３】
そして、このように第２リング１２と第１リング１１とを別部材で構成していることで、より精度良くサセプタリング７を構成することができる。即ち、サセプタリング７とサセプタ２０との距離を限界まで近づけることができ、これにより基板Ｗの裏面側、即ち反応室下部６４への反応ガスの回り込みを低減できると共に、基板Ｗの温度分布を均一化することができる。これにより、本実施形態では、形成された膜の膜厚分布や膜質分布が均一化される。
【００９４】
また、第１リング１１と第２リング１２の２つの部材にすることで、第１リング１１と第２リング１２との間の熱の移動を第１リング１１と第２リング１２を１つの部材で構成する場合よりも抑制することができる。
【００９５】
さらに、このように第２リング１２が離間部９２に臨むように構成されていることで、成膜時にサセプタリング７とサセプタ２０との間から反応ガスが下方に漏れ出すことを低減できて、反応ガスの流れが乱れにくく、また、反応ガスが下方に漏れ出すことを低減できることから、パーティクルを低減できる。
【００９６】
この場合に、第２リング１２は第１リング１１に比べて薄く形成してある。これにより、サセプタ２０からの輻射による熱損失を抑制することができる。また、第２リング１２が薄いことで、第２リング１２を所定の高温に維持する(プリヒート)ために必要な加熱量を少なくすることができる。他の実施形態として、第１リング１１を熱伝導率の小さい材質にした場合には、第１リング１１が断熱材として機能し、上記の効果をさらに高めることができる。
【００９７】
なお、本実施形態では第２リング１２が離間部９２に臨むように構成したが、これに限定されない。第２リング１２は、第１リング１１の段差部９１に少なくとも載置されるように構成されていれば、精度良くサセプタリング７を構成することができるので、サセプタリング７とサセプタ２０との距離を限界まで近づけることができ、これにより基板Ｗの裏面側への反応ガスの回り込みを低減できると共に、基板の温度分布を均一化することができる。
【００９８】
また、本実施形態では、境界層を狭くするために天井板２１と基板Ｗとの距離を狭くしているので、天井板２１の天井面も反応ガスによりコーティングされやすい。天井面がコーティングされると、天井面が曇ってしまい、天井板２１を介して加熱手段２１０から加熱するコールドウォールタイプのエピタキシャル成長装置では十分に成膜ができないおそれがある。これに対し、本実施形態では、上述のように反応ガス供給路４１の壁面に溝部７５を設け、かつ、サセプタリング７を２つの部材で構成することで、反応ガスが反応室２において滞留しにくく、その結果、コート材の付着を抑制できる。これにより、連続して十分な成膜を行うことが可能である。
【００９９】
図１４は、サセプタリング７の変形例を示したものである。本変形例では、第２リング１２Ａが離間部９２Ａを覆うように設けられている点において図１３に示した実施形態とは異なる。本変形例でも、第１リング１１Ａは側壁部３２Ａのフランジ部１３Ａに載置されている。第２リング１２Ａは、この第１リング１１Ａの段差部９１Ａに載置されており、かつ、その内周側はサセプタ２０Ａの外周に臨んでいる。
【０１００】
本変形例では、第２リング１２Ａが離間部９２Ａを覆うように設けられていることで、反応室２Ａに流入した反応ガスが反応室下部６４Ａへ入ることをより抑制することができる。ただし、第２リング１２Ａが、図１４中に図示しない加熱手段２１０からサセプタ２０Ａへの加熱を遮るのを抑制すべく、第２リング１２Ａとサセプタ２０Ａとのオーバーラップ量は少ない方が好ましい。
【０１０１】
本変形例において、第２リング１２Ａの厚みは、例えば０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることが好ましい。さらに、約０.８ｍｍとすることがより好ましい。このような厚みとすることで、サセプタ２０Ａから第２リング１２Ａへの輻射による熱損失を可能な限り抑制することができる。
【０１０２】
図１５および図１６は、本発明の実施形態におけるサセプタ２０の一例を示す平面図である。図に示したように、サセプタ２０は、リフトピン１３０が貫通するリフトピン用の貫通孔１０Ａ，１０Ｂが設けられている。また、図１６に示したように、多数の貫通穴１１Ｂを有していてもよい。この貫通穴１１Ｂにより、基板をサセプタに載置した瞬間に間に挟まれた気体を逃がすことができ、基板Ｗが水平方向に滑ってしまうという問題を解決することができる。また、このようなサセプタ２０Ｂを用いた場合、サセプタ２０Ａを用いた場合と比較すると、基板Ｗの膜厚分布の均一化や抵抗率分布の均一化の点で優位である。これは、貫通穴１１Ｂの直径が小さければ小さいほど、貫通穴１１Ｂの数が多ければ多いほど顕著である。また、開口率は４％を超えるものとするのが好ましく、また、サセプタの基板用凹部３Ｂａのみではなく、その周囲にも貫通穴１１Ｂを設けるのがより好ましい。
【０１０３】
図１７は、本実施形態におけるガス排出チューブ５８の一例を示した斜視断面図である。図に示したように、ガス排出チューブ５８は、反応室２側からガス排出部５７に向かうにしたがって開口が中央に向かって絞られて狭くなるように形成されている。これにより、排気が中央に整流され、排気効率の向上が図られている。
【０１０４】
また、図２１は、従来のエピタキシャル成長装置における反応室２の外側の構成を示す分解斜視図である。図に示したように、ガス導入チューブ５５と５５’、ガス排出チューブ５８と５８’とを比較すると、本実施形態では、各々の中央部にある仕切り部が除去されている。これにより、膜厚分布に影響するガスの流れがスムーズになる。
【０１０５】
なお、ガス排出路４２とパージ孔４４は、開口率が大きすぎると、反応ガスが反応室下部６４に潜り込み、開口率が小さすぎると、パージガスが反応室２内での成膜プロセスに影響を及ぼしてしまうので、最適な値となるように開口が形成される。
【０１０６】
図１８は、本発明の実施形態における上部リフレクタ２６の一例を示す斜視図である。図に示したように、上部リフレクタ２６は、加熱手段２１０からの熱線を反応室２の中心に向かって反射させる傾斜部２６ａと、加熱手段２１０からの熱線を鉛直下向きに反射させる平坦部２６ｂとを有している。一方、図２２は、従来のエピタキシャル成長装置における上部リフレクタ２６’の一例を示す斜視図である。図に示したように、従来の上部リフレクタ２６’も傾斜部２６ａ’と平坦部２６ｂ’とを有しているが、本発明の実施形態の上部リフレクタ２６とは傾斜部２６ａの配列が異なっている。具体的には、本発明の実施形態の上部リフレクタ２６は、従来の上部リフレクタ２６’の平坦部２６ｂ’の中央に傾斜部を１つ追加した配列となっている。このように、傾斜部２６ａと平坦部２６ｂの面積比が所定の比率となるように、かつ、傾斜部２６ａと平坦部２６ｂの分布が偏らないように、傾斜部２６ａと平坦部２６ｂとを配列することにより、基板Ｗの温度分布の均一化が図られている。
【０１０７】
図１９は、本発明の実施形態における下部リフレクタ６５の一例を示す斜視図である。図２３は、従来のエピタキシャル成長装置における下部リフレクタ６５’の一例を示す斜視図である。下部リフレクタ６５も上部リフレクタ２６と同様に、加熱手段６２からの熱線を反応室２の中心に向かって反射させる傾斜部６５ａと、加熱手段６２からの熱線を鉛直上向きに反射させる平坦部６５ｂとを有しており、従来の下部リフレクタ６５’の平坦部６５ｂ’の中央に傾斜部を１つ追加した配列となっている。このように、傾斜部６５ａと平坦部６５ｂの面積比が所定の比率となるように、かつ、傾斜部６５ａと平坦部６５ｂの分布が偏らないように、傾斜部６５ａと平坦部６５ｂとを配列することにより、基板Ｗの温度分布の均一化が図られている。
【０１０８】
かかる本実施形態のエピタキシャル成長装置によれば、支持部２２が天井板２１を支持することで、天井板２１の中央部の反応室側の天井面と基板Ｗとの距離Hを１０ｍｍ未満とすることができる。これにより、本実施形態におけるエピタキシャル成長装置２００は、この天井板２１とサセプタ２０との間を流れる反応ガスにより形成される境界層が天井側に広がるのを抑制でき、結果として境界層が狭くなる。そうすると、この境界層内におけるガス速度が上昇するので、結果としてガス密度が向上し、基板Ｗ表面における反応効率を高めることができる。これにより、エピタキシャル成長装置２００では、成長速度を向上させることができる。
【０１０９】
なお、本発明の一実施形態では、天井板２１と基板Ｗとの距離Hは１０ｍｍ未満であり、好ましくは天井板２１と基板Ｗとの距離Hが１０ｍｍ未満、かつ、基板Ｗの成膜された膜の表面から天井板２１との距離を１ｍｍ以上である。この範囲とすることで、境界層を形成しつつも、反応ガスのガス流れをスムーズに行うことができる。
【０１１０】
即ち、本実施形態における反応室２では、基板Ｗと天井板２１との距離を従来よりも短く(従来は２０ｍｍ程度)することで、境界層を狭くして基板表面における反応効率を高め、結果として成長速度を向上させている。
【実施例】
【０１１１】
・実施例１
下記に示すサイズのサセプタシャフトおよび基板リフト部を有するサセプタ支持部を用い、所定の条件で半導体ウェーハ上にエピタキシャル膜を成長させた。
記
サセプタシャフト
第１腕部の幅：３．３ｍｍ
第２腕部の幅：６．３ｍｍ
第３腕部の幅：３．２ｍｍ
貫通孔の直径：３．５ｍｍ
基板リフト部
第１腕部の幅：４．８ｍｍ
第２腕部の幅：３．０ｍｍ
【０１１２】
・比較例１
下記に示すサイズのサセプタシャフトおよび基板リフト部を有するサセプタ支持部を用いたこと以外は、実施例１と同じ条件で実験を行った。
記
サセプタシャフト
第１腕部の幅：６．３ｍｍ
第２腕部の幅：６．３ｍｍ
第３腕部の幅：６．３ｍｍ
貫通孔の直径：３．５ｍｍ
基板リフト部
第１腕部の幅：４．８ｍｍ
第２腕部の幅：４．８ｍｍ
【０１１３】
図２４（ａ）は、実施例１のエピタキシャル膜の膜厚分布マップを示したものであり、図２４（ｂ）は比較例１のエピタキシャル膜の膜厚分布マップを示したものである。いずれも、外縁から３ｍｍの範囲は除外し、測定点数５６１ポイントで膜厚を測定し、その分布を示したものである。図２４（ａ）に示す実施例１のエピタキシャル膜の膜厚のばらつきは０．６７％、図２４（ｂ）の示す比較例１のエピタキシャル膜の膜厚は１．３１％であった。したがって、実施例１の本発明のサセプタシャフトを用いたエピタキシャル成長装置により形成されたエピタキシャル膜は、比較例１のものと比較して、膜厚分布が均一になっていることがわかる。
【符号の説明】
【０１１４】
１００  サセプタ支持部
１１０  サセプタシャフト
１１１  支柱
１１２  腕部
１１３  第１腕部
１１４  第２腕部
１１５  第３腕部
１１６  貫通孔
１１７  支柱側腕部
１２０  基板リフト部
１２１  支柱
１２２  腕部
１２３  第１腕部
１２４  第２腕部
１２５  台座部
１２６  凹部
１３０  リフトピン
２００  エピタキシャル成長装置
２１０  加熱手段
１０  貫通孔
２０  サセプタ
Ｗ  半導体ウェーハ
【要約】
【課題】  サセプタの加熱に与える影響を低減し、かつ、サセプタを十分に支持することができるサセプタ支持部、および、このサセプタ支持部を備えることで、高品質のエピタキシャルウェーハを製造することができるエピタキシャル成長装置を提供する。
【解決手段】  本発明のサセプタ支持部は、サセプタシャフトおよび基板リフト部を備え、前記サセプタシャフトは、支柱および該支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、前記基板リフト部は、支柱および該支柱から放射状に延びる複数本の腕部を有し、前記サセプタシャフトの腕部は、前記サセプタシャフトの支柱側から、第１腕部、該第１腕部と連結する第２腕部、および該第２腕部と連結する第３腕部を有し、前記第２腕部には、該第２腕部を鉛直方向に貫通する貫通孔が設けられ、前記サセプタシャフトの第１腕部の幅が、前記サセプタシャフトの第２腕部の幅よりも小さいことを特徴とする。
【選択図】  図２【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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