(57)【要約】  エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供する。本発明によるサセプタ１００は、シリコンウェーハＷが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、サセプタの中心と座ぐり部の開口縁との間の径方向距離Ｌが９０度周期で周方向に変動するとともに、径方向距離Ｌが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで径方向距離Ｌが最小値Ｌ１となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで径方向距離Ｌが最大値Ｌ２となり、サセプタ１００を上面視したときの開口縁１１０Ｃが、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く。
2019043865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
【請求項２】
エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
【請求項３】
前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数１】
2019043865.tif 000011
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔが０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられる、請求項１または２に記載のサセプタ。
【請求項４】
エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描き、
前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
【請求項５】
前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数２】
2019043865.tif 000012
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔが０．７５％以下となるように前記第１楕円弧および前記第２楕円弧が設けられる、請求項４に記載のサセプタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のサセプタを備えるエピタキシャル成長装置。
【請求項７】
請求項１、２、４のいずれか１項に記載のサセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、該シリコンウェーハを載置する工程と、
前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項８】
シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
下記式[１]：
【数３】
2019043865.tif 000013
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サセプタおよび該サセプタを備えるエピタキシャル成長装置に関する。さらに本発明は、該サセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、エピタキシャルシリコンウェーハに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、シリコンウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等により単結晶シリコンを育成し、該シリコン単結晶をブロックに切断した後、薄くスライスし、平面研削（ラッピング）工程、エッチング工程および鏡面研磨（ポリッシング）工程を経て最終洗浄することにより得られる。その後、各種品質検査を行って異常が確認されなければ製品として出荷される。【０００３】
ここで、結晶の完全性がより要求される場合や、抵抗率の異なる多層構造を必要とする場合などには、シリコンウェーハの表面に単結晶シリコン薄膜からなるエピタキシャル層を気相成長（エピタキシャル成長）させてエピタキシャルシリコンウェーハを製造する。【０００４】
エピタキシャル成長は、シリコンウェーハをサセプタの座ぐり部に載置し、該サセプタを回転させながら成長ガスをシリコンウェーハ表面に吹き付けてることにより行われる。図１に、従来公知の一般的なサセプタ１の平面図およびＡ−Ａ断面図の模式図を示す。【０００５】
サセプタ１には、円形凹状の座ぐり部１１が設けられ、この座ぐり部１１の中心にシリコンウェーハＷの中心が位置するよう、シリコンウェーハＷが載置される。シリコンウェーハＷとサセプタ１００とは、レッジ部１１０Ｌで接触している。シリコンウェーハＷはサセプタ１００図１において、サセプタの中心と座ぐり部１１の開口縁１１Ｃとの間の径方向距離Ｌは周方向で一定である。そのため、ポケット幅Ｌｐと呼ばれるシリコンウェーハＷの径方向外側端面と、内周壁面１１Ａとの距離Ｌも周方向で一定である。そのため、サセプタ１を上面視したときの開口縁１１Ｃは円弧を描く。【０００６】
また、サセプタ１の座ぐり部１１の開口縁１１Ｃ側の、内周壁面１１Ａの上端（開口縁１１Ｃに相当）と下端との高さの差Ｈ（「座ぐり深さ」とも呼ばれる）は周方向で一定であるため、内周壁面１１Ａの上端と、シリコンウェーハＷの表面との高さの差Ｈｗも一定である。【０００７】
ここで、図２に示すように、主表面を｛１００｝面とするシリコンウェーハは、４５度単位で＜１１０＞方位と＜１００＞方位を繰り返す。この結晶方位の周期性に起因して、シリコンウェーハ表面にエピタキシャル層を成長させると９０度周期で異なり成長速度（「成長速度方位依存性」と呼ばれる）によりエピタキシャル層が成長する。こうした結晶方位ごとの成長速度差に伴い、エピタキシャル層の膜厚が周方向に大きく変動することとなり、その影響はウェーハエッジ領域（外周領域）ほど大きい。そのため、成長速度方位依存性はエピタキシャルシリコンウェーハの平坦度を悪化させる原因として知られている。【０００８】
特許文献１には、サセプタ開口部の内周面の近傍で、半導体ウェーハの結晶方位の変化に従って周期的に構造及び／又は形状が変化するサセプタが開示されている。さらに、特許文献１には、このサセプタの部分熱容量、ポケットの座ぐり深さ、又は、ポケットの幅が、９０度、１８０度、又は、２７０度の周期で変化することにより、周期的に構造及び／又は形状が変化することが好ましいと開示されている。【０００９】
特許文献１に開示されているように、サセプタのポケット幅が広くなると、シリコンソースガスがシリコンウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタのポケット幅が狭くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。また、サセプタの座ぐり深さが浅くなるとシリコンソースガスがウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタの座ぐり深さが深くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。【００１０】
したがって、特許文献１に従うサセプタを用いることにより、成長速度方位依存性を抑制して、エピタキシャル層の膜厚分布を改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２９４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の技術に従うサセプタとして、図３に示すような、サセプタ２を上面視したときに、座ぐり部２１の開口縁２１Ｃが４つの円弧を描くサセプタ２を例示することができる。図３に示すサセプタ２により、ポケット幅Ｌｐをシリコンウェーハの結晶方位の変化に従って周期的に変化させることができる。こうしたサセプタ２を用いることで、エピタキシャル成長時の成長速度方位依存性を抑制できるため、図１に示すサセプタ１に比べてエピタキシャルシリコンウェーハの平坦度の周方向均一性（特に、膜厚分布の周方向ばらつき）を大幅に改善することができる。しかしながら、平坦度の周方向均一性はウェーハエッジほど悪化しやすく、更なる改良が期待される。【００１３】
そこで本発明は、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供することを目的とする。また、本発明は、このサセプタを備えるエピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、このサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、それにより得られる平坦度の周方向均一性が改善されたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決すべく本発明者は鋭意検討した。本発明者は、図３に示した座ぐり２１の開口縁２１Ｃが４つ円弧（曲率半径Ｒ）を描くサセプタ２を用いてエピタキシャル層を形成した。このサセプタ２の座ぐり部２１の開口縁２１Ｃと、シリコンウェーハＷ間の距離であるポケット幅ＬＰは９０度周期で周方向に変動する。そして、ポケット幅ＬＰが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれでポケット幅ＬＰが最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれでポケット幅ＬＰが最大となる。【００１５】
すると、得られたエピタキシャルシリコンウェーハでは、４５度周期で周方向にエピタキシャル層の平坦度が変動することが確認された。こうした結果が得られる理由として、開口縁２１Ｃが円弧を描く場合、周方向におけるポケット幅の変動量が成長速度方位依存性に追従しきれず、成長速度方位依存性の制御が不十分であるからだと推定される。そこで、ポケット幅ＬＰの変動量をより適正化するため、サセプタの開口縁が楕円弧を描くよう設計したサセプタを用いてエピタキシャル成長を行ったところ、サセプタ２に比べても、成長速度方位依存性を大幅に抑制することができた。そして、同様の考えが座ぐり深さの変動量にも当てはまることを本発明者は見出し、その効果も実験的に確認された。上記知見に基づき完成した本発明の要旨構成は以下のとおりである。【００１６】
＜１＞エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。【００１７】
＜２＞エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。【００１８】
＜３＞前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数１】
2019043865.tif 000003
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられる、上記＜１＞または＜２＞に記載のサセプタ。【００１９】
＜４＞エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描き、
前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。【００２０】
＜５＞前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数２】
2019043865.tif 000004
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記第１楕円弧および前記第２楕円弧が設けられる、上記＜４＞に記載のサセプタ。【００２１】
＜６＞上記＜１＞〜＜５＞のいずれかに記載のサセプタを備えるエピタキシャル成長装置。【００２２】
＜７＞上記＜１＞、＜２＞、＜４＞のいずれかにサセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、該シリコンウェーハを載置する工程と、
前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。【００２３】
＜８＞シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
下記式[１]：
【数３】
2019043865.tif 000005
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供することができる。また、本発明によれば、このサセプタを備えるエピタキシャル成長装置を提供することができる。さらに本発明によれば、このサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、それにより得られる平坦度の周方向均一性が改善されたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来公知のサセプタの模式平面図およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】主面を｛１００｝面とするシリコンウェーハの結晶方位を説明する模式図である。
【図３】座ぐり部の開口縁が４つの円弧を描くサセプタの模式図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態に従うサセプタの模式平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの０度〜９０度範囲近傍の拡大模式図である。
【図４Ｃ】図４ＡにおけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４Ｄ】図４ＡにおけるＣ−Ｃ断面図である。
【図５Ａ】本発明の第２実施形態に従うサセプタの模式平面図である。
【図５Ｂ】図５Ａの径方向外側投影図における座ぐり部の開口縁の軌跡の模式図である。
【図５Ｃ】図５ＡにおけるＤ−Ｄ断面図である。
【図５Ｄ】図５ＡにおけるＥ−Ｅ断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に従うサセプタの模式断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に従うサセプタを備えるエピタキシャル成長装置である。
【図８Ａ】実施例１、比較例１および従来例１によるサセプタの、周方向角度と、サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離との関係を示すグラフである。
【図８Ｂ】実施例１、比較例１および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布を示すグラフである。
【図８Ｃ】実施例１、比較例１および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する相対値Δｔθを示すグラフである。
【図９Ａ】実施例２、比較例２および従来例１によるサセプタの、周方向角度と、肩口高さとの関係を示すグラフである。
【図９Ｂ】実施例２、比較例２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布を示すグラフである。
【図９Ｃ】実施例２、比較例２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する相対値Δｔθを示すグラフである。
【図１０Ａ】実施例１，２、比較例１，２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布を示すグラフである。
【図１０Ｂ】実施例１，２、比較例１，２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する相対値Δｔθを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明に従うサセプタおよびそれを備えるエピタキシャル成長装置を説明する。さらに、本発明に従うサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法およびそれにより得られるエピタキシャルシリコンウェーハを説明する。図４Ａ〜４Ｄ、図５Ａ〜５Ｄ、図６，図７は説明の便宜上、各構成の縦横比を誇張して表記しており、実際の比率とは異なる。
【００２７】
なお、本明細書において、「楕円弧」、「周期」、「角度」、「対称」、「一定」の記載が数学的および幾何学な意味での厳密性を要件とするものではないことは当然に理解され、サセプタ作製に伴う不可避の寸法公差および幾何公差は許容される。
【００２８】
（第１実施形態によるサセプタ）
図４Ａ〜図４Ｄを参照して、本発明の第１実施形態に従うサセプタ１００を説明する。本発明の第１実施形態によるサセプタ１００は、エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハＷを載置するためのサセプタである。サセプタ１００には、シリコンウェーハＷが載置される凹形状の座ぐり部１１０が設けられ、サセプタ１００の中心と座ぐり部１１０の開口縁１１０Ｃとの間の径方向距離Ｌが９０度周期で周方向に変動する。そして、径方向距離Ｌが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで径方向距離Ｌが最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで径方向距離Ｌが最大となる。そのため、径方向距離Ｌの変動に追従して、ポケット幅Ｌｐも変動することになる。さらに、サセプタ１００を上面視したときの開口縁１１０Ｃが、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く。径方向距離Ｌが９０度周期で周方向に変動するため、上記４つの楕円弧は４回回転対称の関係にある。なお、図４Ａでは図の簡略化のため、楕円弧を構成する楕円を１つだけ図示している。
【００２９】
図４Ｂに、図４Ａの０度〜９０度範囲近傍の拡大模式図を示す。開口縁１１０Ｃは、径方向外側を凸とする楕円弧を描き、０度および９０度の位置で径方向距離Ｌが最小値Ｌ１となり、かつ、４５度の位置で径方向距離Ｌが最大値Ｌ２となる（図４Ｃ，図４Ｄも参照）。図４Ａ，図４Ｂを参照すると、４５度の方向と楕円弧の短軸方向が一致することになる。また、図４Ｂには、当該楕円弧と対比するために円弧（曲率半径Ｒ、１点鎖線で図示）を図示した。この円弧は、０度（径方向距離Ｌが最小）、４５度（径方向距離Ｌが最大）および９０度（径方向距離Ｌが最小）の位置でサセプタ中心からの径方向距離Ｌが楕円弧と一致する。この円弧と比べると、楕円弧を構成する楕円（２点鎖線で図示）は円弧を構成する半径Ｒの円よりも扁平していることになる。そして、０度の位置からの径方向距離Ｌの変動率は、円弧の場合の変動率に比べ大きい。なお、径方向距離Ｌが最大となる４５度の位置で、当該円弧は開口縁１１０Ｃが描く楕円弧に内接している。
【００３０】
図４Ｃに示すように、０度の位置でサセプタ１００のポケット幅Ｌｐ１が最小となり、図４Ｄに示すように４５度の位置でサセプタ１００のポケット幅Ｌｐ２が最大となる。従来知られるように、サセプタ１００のポケット幅ＬＰが広くなると、シリコンソースガスがシリコンウェーハＷの周縁部にスムーズに供給されやすくなり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタ１００のポケット幅Ｌｐが狭くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。そのため、周方向における０度および０度近傍ではエピタキシャル層成長速度が遅く、一方、周方向における４５度および４５度近傍ではエピタキシャル層成長速度が速くなる。そして、開口縁１１０Ｃが上記した楕円弧を描くため、ポケット幅ＬＰおよびサセプタ中心からの径方向距離Ｌの変化量もその楕円弧の形状に追従することとなる。
【００３１】
そこで、シリコンウェーハＷの＜１１０＞方位がサセプタ１００の０度、９０度、１８０度、２７０度の方向に位置するようにシリコンウェーハＷを載置すれば、成長速度方位依存性を極めて効果的に抑制することができる。そして、こうして成長速度方位依存性を抑制してエピタキシャル成長を行えば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることができる。なお、上記のとおり、シリコンウェーハＷの＜１１０＞方位がサセプタ１００の０度、９０度、１８０度、２７０度の方向に位置するようにシリコンウェーハＷを載置すれば、シリコンウェーハＷの＜１００＞方位がサセプタ１００の４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向に位置することとなる。
【００３２】
サセプタ１００と、シリコンウェーハＷとの径方向距離であるポケット幅Ｌｐを１ｍｍ〜４ｍｍの範囲で変動するよう、前述の楕円弧を構成することが好ましい。このポケット幅Ｌｐの範囲はシリコンウェーハの直径は限定されず、直径１５０ｍｍ〜４５０ｍｍであっても同程度の範囲で変動させればよい。なお、例えばシリコンウェーハの直径が３００ｍｍ（半径１５０ｍｍ）の場合、このポケット幅Ｌｐに対応する径方向距離Ｌは１５１ｍｍ〜１５４ｍｍとなる。
【００３３】
楕円弧を構成する楕円の長径（長軸の長さ）および短径（短軸の長さ）と、楕円弧の弦との関係は、上述した角度位置での径方向距離Ｌの最大および最小関係を満足するように楕円弧を設ける限りは限定されない。ただし、この条件を満足する楕円弧の楕円条件（長径および短径、短軸方向並びに楕円弧の弦）は幾何学的位置関係により概ね定まる。ただし、サセプタ１００の０度方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハＷを載置してシリコンウェーハＷの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように楕円弧が設けられることが好ましい。ここで、周方向ばらつき指標Δｔ０は、下記式[１]：
【数４】
2019043865.tif 000006
（式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）によって定義される。また、こうした楕円弧とするためには、より好ましくは楕円弧を構成する楕円の長径は座ぐり部１１０の最大開口径の１／２以上である。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
【００３４】
なお、図４Ｃ、図４Ｄでは、径方向距離Ｌを周方向に変動させるため（この結果、必然的にポケット幅Ｌｐも周方向に変動することとなる）に、図４Ｄでは、座ぐりの開口縁１１０Ｃ側に平坦面１１０Ｄを設けた場合を例示している。しかしながら、径方向距離Ｌが周方向に変動する限りは、こうした平坦面１１０Ｄを設ける以外に、シリコンウェーハＷがサセプタ１００と接触する部分であるレッジ部１１０Ｌの傾斜角を変動させるなどしても構わない。併せて、座ぐり壁の角度変更、サセプタの熱容量、サセプタの座ぐり近傍表面部分凹凸等の制御部材の周期を変化させてもよい。
【００３５】
なお、図４Ａ〜図４Ｄでは、サセプタ１００の座ぐり部１１０の開口縁１１０Ｃ側の、内周壁面１１０Ａの上端（開口縁１１０Ｃ）と下端との高さの差Ｈ（所謂座ぐり深さ）はＨ０で一定であると図示しており、このため、肩口高さＨＷ０も一定である。しかしながら第３実施形態において後述するように、第１実施形態のサセプタ１００において高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷ０は一定である必要はなく、変動しても構わない。
【００３６】
（第２実施形態によるサセプタ）
図５Ａ〜図５Ｄを参照して、本発明の第２実施形態に従うサセプタ２００を説明する。本発明の第２実施形態によるサセプタ２００は、エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハＷを載置するためのサセプタである。サセプタ２００には、シリコンウェーハＷが載置される凹形状の座ぐり部２１０が設けられ、座ぐり部２１０の開口縁２１０Ｃ側の、内周壁面２１０Ａの上端（開口縁２１０Ｃに相当）と下端との高さの差Ｈが９０度周期で周方向に変動するとともに、高さの差Ｈが最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで高さの差Ｈが最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで高さの差Ｈが最小となる。さらに、サセプタ２００の径方向外側投影図において、座ぐり部２１０の開口縁２１０Ｃが、座ぐり部２１０の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く。
【００３７】
図５Ｂに、図５Ａにおける開口縁２１０の、サセプタ２００の径方向外側投影図を示す。なお、図５Ｂにおける実線は楕円弧であり、破線が円弧である。この楕円弧は図４Ｂを用いて詳述したのと同様、円弧に対して扁平しており、０度の位置からの高さの差Ｈの変動率は、円弧の場合の変動率に比べ大きい。なお、径方向外側投影図における４つの楕円弧は、図４Ｂに示した楕円弧と、サセプタ中心に対して９０度の回転対称の関係にある。図５Ｃ，図５Ｄを併せて参照すると、０度、９０度、１８０度、２７０度の位置で高さの差Ｈが最大値Ｈ１となり、かつ、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の位置で高さの差Ｈが最小値Ｈ２となる。なお、図５Ｂにおける楕円弧を構成する楕円の短軸方向は鉛直方向と一致することになる。
【００３８】
従来知られるように、サセプタ２００の座ぐり深さが浅くなるとシリコンソースガスがウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。すなわち、肩口高さとも呼ばれるシリコンウェーハＷの表面とサセプタの開口縁２１０Ｃとの高さの差Ｈｗ、ひいては上記の高さの差Ｈが小さくなると、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタの座ぐり深さが深くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。すなわち、肩口高さ差Ｈｗ、ひいては上記の高さの差Ｈが大きくなると周縁部のエピタキシャル層成長速度が遅くなる。そのため、周方向における０度および０度近傍ではエピタキシャル層成長速度が速く、一方、周方向における４５度および４５度近傍ではエピタキシャル層成長速度が遅くなる。そして、開口縁２１０Ｃが径方向外側投影図において楕円弧を描くため、高さの差Ｈもその楕円弧の形状に従うこととなる。
【００３９】
そこで、シリコンウェーハＷの＜１１０＞方位がサセプタ１００の０度、９０度、１８０度、２７０度の方向に位置するようにシリコンウェーハＷを載置すれば、前述した第１実施形態と同様に、成長速度方位依存性を極めて効果的に抑制することができる。そして、こうして成長速度方位依存性を抑制してエピタキシャル成長を行えば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることができる。
【００４０】
径方向投影図において楕円弧を構成する楕円の長径（長軸の長さ）および短径（短軸の長さ）と、楕円弧の弦との関係は、上述した角度位置での高さの差Ｈの最大および最小関係を満足するように楕円弧を設ける限りは限定されない。また、この条件を満足する楕円弧は幾何学的位置関係により概ね定まる。ただし、サセプタ２００の０度方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハＷを載置してシリコンウェーハＷの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられることが好ましい。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０は前述の式[１]により定義される。また、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
【００４１】
なお、図５Ｃ、図５Ｄでは、高さの差Ｈを周方向に変動させるため（この結果、必然的に肩口高さＨｗも周方向に変動することとなる）、図５Ｄでは、サセプタ２００の周縁部の上端面の肉厚を変動させた場合を例示しているが、他の手法により高さの差Ｈを周方向に変動させてもよい。なお、高さの差Ｈの変動幅（肩口高さＨｗの変動幅と等しい）を０．２０ｍｍ〜０．４０ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００４２】
なお、図５Ａ〜図５Ｄでは、サセプタ２００の中心と座ぐり部２１０の開口縁２１０Ｃとの間の径方向距離ＬはＬ０で一定であると図示しており、このため、ポケット幅ＰＷ０も一定である。しかしながら、第３実施形態において後述するように、第２実施形態のサセプタ２００において高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷ０は一定である必要はなく、変動しても構わない。
【００４３】
（第３実施形態によるサセプタ）
前述のとおり、第１実施形態のサセプタ１００において高さの差Ｈの変動はあってもよいし、第２実施形態のサセプタ２００において径方向距離Ｌの変動はあってもよい。この場合、第１実施形態による径方向距離Ｌの変動と、第２実施形態による高さの差Ｈの変動が連動していることが好ましい。すなわち、第３実施形態によるサセプタは、シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、サセプタの中心と座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、径方向距離Ｌが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで径方向距離Ｌが最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで径方向距離Ｌが最大となり、サセプタを上面視したときの開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描く。さらに、このサセプタにおいて、座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差Ｈが９０度周期で周方向に変動するとともに、高さの差Ｈが最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで高さの差Ｈが最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで高さの差Ｈが最小となり、サセプタの径方向外側投影図において、座ぐり部の開口縁が、座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く。
【００４４】
第１楕円弧の条件は第１実施形態に既述のとおりであり、第２楕円弧の条件は第２実施形態に既述のとおりである。第１楕円弧を構成する楕円の扁平率と、第２楕円弧を構成する楕円の扁平率とを適宜調整して、成長速度方位依存性を抑制できるようにそれぞれの楕円弧を設ければよい。特に、このサセプタの０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置してシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように第１楕円弧および第２楕円弧を設けることが好ましい。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０は前述の式[１]により定義される。また、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように第１楕円弧および第２楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように第１楕円弧および第２楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
【００４５】
そして、このサセプタの０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置してシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成すれば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることができる。
【００４６】
以下、第１実施形態乃至第３実施形態によるサセプタの好適な具体的態様について説明する。
【００４７】
サセプタの素材としては、エピタキシャル膜の形成の際、サセプタからの汚染を低減するために、炭素基材の表面にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）をコーティングしたものを用いることが一般的である。しかしながら、サセプタ全体がＳｉＣで形成されてもよく、サセプタ表面がＳｉＣでコーティングされていれば、内部には他の材料を含んでサセプタが構成されてもよい。さらに、サセプタ表面がシリコン膜で被覆されていることも好ましい態様である。サセプタからエピタキシャル膜への汚染を防止することができる。
【００４８】
図４Ｃ，４Ｄ、図５Ｃ，図５Ｄでは、サセプタとシリコンウェーハＷとが接触するレッジ部１１０Ｌ、２１０Ｌをテーパー状の傾斜面としている。この態様はシリコンウェーハＷとサセプタとが点接触となり、接触面積が小さくなるため好ましい態様の一つである。一方、サセプタとシリコンウェーハＷとが接触する部分（レッジ部）は必ずしも傾斜面である必要はなく、水平面であっても構わない。この場合、当該水平面とシリコンウェーハＷとが面接触してシリコンウェーハＷを支持することができる。
【００４９】
また、上記実施形態に従うサセプタにおいて、座ぐり部の底面１１０Ｂ、２１０Ｂに、シリコンウェーハを載置する際に昇降リフトピンを挿通してシリコンウェーハＷを昇降させるためのリフトピン貫通孔が通常設けられる（図示せず）。さらに、底面１１０Ｂ、２１０Ｂからサセプタの裏面側に貫通する貫通孔が１箇所または複数箇所設けられていてもよい。サセプタの座ぐり部にシリコンウェーハＷをローディングする際に、サセプタとシリコンウェーハとの間のガスをサセプタの裏面側に排出するのに有用である。
【００５０】
また、上記実施形態に従うサセプタにおいて、座ぐり部の内周壁面の形状は種々の態様を取ることができる。図４Ｃ，４Ｄ、図５Ｃ，図５Ｄでは、内周壁面１１０Ａ、２１０ＡはシリコンウェーハＷに対して垂直面として図示したが、図６に示すように開口縁３１０Ｃ側の内周壁面３１０Ａは傾斜面であってもよい。
【００５１】
（エピタキシャル成長装置）
また、本発明に従うエピタキシャル成長装置は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態に従うサセプタを備える。例えば図７に示すように、このエピタキシャル成長装置は１５０は、気密性を保持するためのアッパーライナー１５１およびローワーライナー１５２とを備えることができ、アッパードーム１５３、ローワードーム１５４によってエピタキシャル成長炉を区画することができる。そして、このエピタキシャル成長炉の内部にシリコンウェーハＷを水平に載置するためのサセプタ１００が設けられている。大口径のエピタキシャルウェーハを製造する場合には、図７に示したような、枚葉式の気相成長装置を用いるのが一般的である。なお、図７では第１実施形態に従うサセプタ１００を図示したが、これに替えて、第２実施形態または第３実施形態に従うサセプタをエピタキシャル成長装置に適用可能であることはもちろんである。
【００５２】
（エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法）
また、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態によるサセプタの０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、シリコンウェーハを載置する工程と、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含む。載置する工程は昇降リフトピンを用いる、エピタキシャル層を形成する好適は一般的な気相成長条件でシリコンソースガスをシリコンウェーハ表面に吹き付けるなどの、常法に従い行うことができる。
【００５３】
（エピタキシャルシリコンウェーハ）
また、上記製造方法に従うことにより、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であるエピタキシャルシリコンウェーハを得ることができる。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０は前述の式[１]により定義される。このような周方向均一性に優れたエピタキシャルシリコンウェーハは、第１乃至第３実施形態によるサセプタを用いることで初めて実現することができる。また、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下とすることがより好ましく、０．６５％以下とすることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
【実施例】
【００５４】
＜実験例１＞
まず、以下に説明する従来例１，比較例１，実施例１に係るサセプタを作製した。そして、これら３種のサセプタを用いて、ウェーハ成長面を（１００）面とするボロンドープされた直径３００ｍｍのシリコンウェーハの表面に、シリコンエピタキシャル層をエピタキシャル成長させ、エピタキシャルシリコンウェーハを得た。【００５５】
なお、シリコンエピタキシャルウェーハの製造にあたり、シリコンウェーハをエピタキシャル膜形成室内に導入し、リフトピンを用いてサセプタ上に載置した。続いて、１１３０℃にて、水素ガスを供給し、水素ベークを行った後、１１３０℃にて、シリコンのエピタキシャル膜を４μｍ成長させてエピタキシャルシリコンウェーハを得た。ここで、原料ソースガスとしてはトリクロロシランガスを用い、また、ドーパントガスとしてジボランガス、キャリアガスとして水素ガスを用いた。【００５６】
（従来例１）
サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離Ｌと、座ぐり深さを一定（ポケット幅Ｌｐならびに高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷも一定である）とするサセプタを用意した。なお、肩口高さＨｗは０．８０ｍｍとした。比較例１に係るサセプタを上面視すると、開口縁は単一の円弧を描く。【００５７】
（比較例１）
サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離Ｌを表１および図８Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。比較例１に係るサセプタを上面視すると、開口縁は４つの円弧を描く。なお、座ぐり深さを一定（高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷも一定となる）とし、従来例１と同様、肩口高さＨｗを０．８０ｍｍとした。【００５８】
（実施例１）
サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離Ｌを表１および図８Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。比較例１に係るサセプタを上面視すると、開口縁は４つの楕円弧を描く。なお、座ぐり深さを一定（高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷも一定となる）とし、従来例１と同様、肩口高さＨｗを０．８０ｍｍとした。【００５９】
【表１】
2019043865.tif 000007
【００６０】
＜評価＞
従来例１、比較例１、実施例１のそれぞれのサセプタを用いて作製したエピタキシャルシリコンウェーハのウェーハエッジ１ｍｍの位置における周方向膜厚分布を、膜厚測定装置（ナノメトリクス社製：QS3300）を用いて測定した。結果を図８Ｂのグラフに示す。このグラフから明らかなように、実施例１に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。【００６１】
さらに、図８Ｂのグラフをエピタキシャル層の平均膜厚に対して相対化したグラフ、すなわち、エピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する、角度θにおける厚みの相対値Δｔθにより表したグラフを図８Ｃに示す。なお、Δｔθは下記式[２]に従う。また、縦軸は％表示としている。
【数５】
2019043865.tif 000008
ここで、式[２]中、tθはエッジ１ｍｍの位置における周方向の角度θの位置でのエピタキシャル層の厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである。【００６２】
図８Ｃのグラフからも、実施例１に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。【００６３】
なお、比較例１では膜厚分布に４５度周期での変動が見られた。これは、開口縁が円弧形状である場合、ポケット幅の変動率が不足し、エピタキシャル層の成長速度が不足してしまうためと考えられる。一方、実施例１では比較例１に比べてポケット幅の変動率が急峻となるため、シリコンウェーハの成長速度方位依存性に追従してエピタキシャル層を成長させることができたと考えられる。【００６４】
＜実験例２＞
実験例１で用いた従来例１によるサセプタに加えて、以下に説明する比較例２，実施例２に係るサセプタを作製した。そして、これら３種のサセプタを用いて、実験例１と同様に、ボロンドープされた直径３００ｍｍのシリコンウェーハの表面に、シリコンエピタキシャル層をエピタキシャル成長させ、エピタキシャルシリコンウェーハを得た。【００６５】
（比較例２）
周方向における肩口高さＨＷを表２および図９Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。比較例２に係るサセプタの径方向外側投影図において、座ぐり部の開口縁が、座ぐり部の底面側を凸とする４つの円弧を描くこととなる。なお、サセプタ中心から座ぐりの開口縁までの径方向距離Ｌを一定であり、１５１．２５ｍｍ（ポケット幅１．２５ｍｍ）とした。【００６６】
（実施例２）
周方向における肩口高さＨＷを表２および図９Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。実施例２に係るサセプタの径方向外側投影図において、座ぐり部の開口縁が、座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描くこととなる。なお、サセプタ中心から座ぐりの開口縁までの径方向距離Ｌは一定であり、１５１．２５ｍｍ（ポケット幅１．２５ｍｍ）とした。【００６７】
【表２】
2019043865.tif 000009
【００６８】
＜評価＞
従来例１、比較例２、実施例２のそれぞれのサセプタを用いて作製したエピタキシャルシリコンウェーハのウェーハエッジ１ｍｍの位置における周方向膜厚分布を、膜厚測定装置（ナノメトリクス社製：QS3300）を用いて測定した。結果を図９Ｂのグラフに示す。このグラフから明らかなように、実施例２に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。【００６９】
さらに、図８Ｂと図８Ｃとの関係と同様に、図９Ｂのグラフをエピタキシャル層の平均膜厚に対して相対化したグラフ、すなわち、エピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する、角度θにおける厚みの相対値Δｔθにより表したグラフを図９Ｃに示す。なお、Δｔθは前述の式[２]に従う。また、縦軸は図８Ｃと同様、％表示としている。【００７０】
図９Ｃのグラフからも、実施例１に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。【００７１】
なお、比較例２では比較例１と同様に、膜厚分布に４５度周期での変動が見られた。これは、開口縁が円弧形状である場合、肩口高さの変動率が不足し、エピタキシャル層の成長速度が不足してしまうためと考えられる。一方、実施例２では比較例２に比べて肩口高さの変動率が急峻となるため、シリコンウェーハの成長速度方位依存性に追従してエピタキシャル層を成長させることができたと考えられる。【００７２】
以上の従来例１、比較例１，２、実施例１，２に係るサセプタを用いて作製したエピタキシャルシリコンウェーハのウェーハエッジ１ｍｍの位置における周方向膜厚分布を図１０Ａのグラフに示す。また、図１０Ａのグラフをエピタキシャル層の平均膜厚に対して相対化したグラフを図１０Ｂに示す。実施例１のようにポケット幅を変動させても、実施例２のように肩口高さを変動させても、良好な結果が得られることが確認される。【００７３】
また、実施例１，２、比較例１，２および従来例１の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０（前述の式[１]に従う）を下記表３に示す。実施例１，２により、従来では不可能であった水準で、周方向ばらつき指標の極めて小さなエピタキシャルシリコンウェーハが得られたことが確認できる。【００７４】
【表３】
2019043865.tif 000010
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供することができる。また、本発明によれば、このサセプタを備えるエピタキシャル成長装置を提供することができる。さらに本発明によれば、このサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、それにより得られる平坦度の周方向均一性が改善されたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００、２００、３００        サセプタ
１１０、２１０、３１０        座ぐり部
１１０Ａ、２１０Ａ、３１０Ａ  内周壁面
１１０Ｂ、２１０Ｂ、３１０Ｂ  低面
１１０Ｃ、２１０Ｃ、３１０Ｃ  開口縁
１１０Ｌ、２１０Ｌ、３１０Ｌ  レッジ部
Ｗ    シリコンウェーハ
Ｌ    サセプタの中心と座ぐり部の開口縁との間の径方向距離
Ｌｐ  ポケット幅
Ｈ    内周壁面の上端と下端との高さの差
Ｈｗ  肩口高さ
【図１】
2019043865.tif 000014
【図２】
2019043865.tif 000015
【図３】
2019043865.tif 000016
【図４Ａ】
2019043865.tif 000017
【図４Ｂ】
2019043865.tif 000018
【図４Ｃ】
2019043865.tif 000019
【図４Ｄ】
2019043865.tif 000020
【図５Ａ】
2019043865.tif 000021
【図５Ｂ】
2019043865.tif 000022
【図５Ｃ】
2019043865.tif 000023
【図５Ｄ】
2019043865.tif 000024
【図６】
2019043865.tif 000025
【図７】
2019043865.tif 000026
【図８Ａ】
2019043865.tif 000027
【図８Ｂ】
2019043865.tif 000028
【図８Ｃ】
2019043865.tif 000029
【図９Ａ】
2019043865.tif 000030
【図９Ｂ】
2019043865.tif 000031
【図９Ｃ】
2019043865.tif 000032
【図１０Ａ】
2019043865.tif 000033
【図１０Ｂ】
2019043865.tif 000034
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月13日(2019.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
【請求項２】
エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
【請求項３】
前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数１】
2019043865.tif 000035
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔが０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられる、請求項１または２に記載のサセプタ。
【請求項４】
エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描き、
前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
【請求項５】
前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数２】
2019043865.tif 000036
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔが０．７５％以下となるように前記第１楕円弧および前記第２楕円弧が設けられる、請求項４に記載のサセプタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のサセプタを備えるエピタキシャル成長装置。
【請求項７】
請求項１、２、４のいずれか１項に記載のサセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、該シリコンウェーハを載置する工程と、
前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
【請求項８】
シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
下記式[１]：
【数３】
2019043865.tif 000037
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
＜３＞前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数１】
2019043865.tif 000038
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられる、上記＜１＞または＜２＞に記載のサセプタ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
＜５＞前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
【数２】
2019043865.tif 000039
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記第１楕円弧および前記第２楕円弧が設けられる、上記＜４＞に記載のサセプタ。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
＜８＞シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
下記式[１]：
【数３】
2019043865.tif 000040
（前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
楕円弧を構成する楕円の長径（長軸の長さ）および短径（短軸の長さ）と、楕円弧の弦との関係は、上述した角度位置での径方向距離Ｌの最大および最小関係を満足するように楕円弧を設ける限りは限定されない。ただし、この条件を満足する楕円弧の楕円条件（長径および短径、短軸方向並びに楕円弧の弦）は幾何学的位置関係により概ね定まる。ただし、サセプタ１００の０度方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハＷを載置してシリコンウェーハＷの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように楕円弧が設けられることが好ましい。ここで、周方向ばらつき指標Δｔ０は、下記式[１]：
【数４】
2019043865.tif 000041
（式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMinはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）によって定義される。また、こうした楕円弧とするためには、より好ましくは楕円弧を構成する楕円の長径は座ぐり部１１０の最大開口径の１／２以上である。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。 
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
従来知られるように、サセプタ２００の座ぐり深さが浅くなるとシリコンソースガスがウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。すなわち、肩口高さとも呼ばれるシリコンウェーハＷの表面とサセプタの開口縁２１０Ｃとの高さの差Ｈｗ、ひいては上記の高さの差Ｈが小さくなると、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタの座ぐり深さが深くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。すなわち、肩口高さ差Ｈｗ、ひいては上記の高さの差Ｈが大きくなると周縁部のエピタキシャル層成長速度が遅くなる。そのため、周方向における０度および０度近傍ではエピタキシャル層成長速度が遅く、一方、周方向における４５度および４５度近傍ではエピタキシャル層成長速度が速くなる。そして、開口縁２１０Ｃが径方向外側投影図において楕円弧を描くため、高さの差Ｈもその楕円弧の形状に従うこととなる。
【国際調査報告】
2019043865.tif 000042
2019043865.tif 000043
2019043865.tif 000044
2019043865.tif 000045