(57)【要約】【課題】    エピタキシャルウェーハを製造するにあたって、エピタキシャル膜の膜厚の均一化を図れるサセプタ、およびエピタキシャルウェーハの製造方法を提供すること。【解決手段】サセプタ２は、基板ウェーハが載置されるウェーハ載置部２１を有する。このウェーハ載置部２１は、基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、基板ウェーハの外周縁部を支持する第１凹部２１１と、この第１凹部２１１よりも中心側下段に形成される第２凹部２１２とで構成される。このうち、第１凹部２１１の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがってサセプタ２の厚み寸法が小さくなるように傾斜している。【選択図】 図３
2006041028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ウェー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ーハを製造する際に前記基板ウェーハが載置されるサセプタであって、
前記基板ウェーハが載置されるウェーハ載置部を有し、
前記ウェーハ載置部は、前記基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、前記基板ウェーハの外周縁部を支持する第１凹部と、前記第１凹部よりも中心側下段に形成される第２凹部とで構成され、
前記第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって当該サセプタの厚み寸法が小さくなることを特徴とするサセプタ。
【請求項２】
請求項１に記載のサセプタにおいて、
前記第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって当該サセプタの厚み寸法が小さくなるように傾斜し、
前記第１凹部の底面の傾斜角度は、当該サセプタの厚み方向に直交する水平方向に対する角度をＸとした場合に、０°＜Ｘ＜５°の範囲内であることを特徴とするサセプタ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のサセプタにおいて、
炭素基材にＳｉＣ被膜が被覆された構成を有していることを特徴とするサセプタ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のサセプタにおいて、
直径寸法が３００ｍｍ以上の前記基板ウェーハに対応して形成されていることを特徴とするサセプタ。
【請求項５】
基板ウェーハをサセプタ上に載置し、前記基板ウェー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ーハを製造するエピタキシャルウェーハの製造方法であって、
前記サセプタにおける前記基板ウェーハが載置されるウェーハ載置部は、前記基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、前記基板ウェーハの外周縁部を支持する第１凹部と、前記第１凹部よりも中心側下段に形成される第２凹部とで構成され、
前記第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって前記サセプタの厚み寸法が小さくなり、
前記サセプタの表面上をエッチングするエッチング工程を有し、
前記サセプタの前記ウェーハ載置部に前記基板ウェーハを載置するウェーハ載置工程と、
前記サセプタ上の前記基板ウェーハを加熱しながら前記基板ウェーハに反応ガスを供給し、前記基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させるエピタキシャル膜形成工程とを備えていることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【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ーハの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子の高集積化に伴い、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、基板ウェーハの表面に結晶性に優れたエピタキシャル膜を気相成長させたエピタキシャルウェーハの需要が年々高まってきている。
このようなエピタキシャルウェーハを製造する際には、内部に反応ガスを供給可能な反応容器内の所定位置に設置されたサセプタ上に基板ウェーハを載置する。そして、サセプタ上の基板ウェーハを加熱しながら反応容器内に反応ガスを供給し、基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させる。
この際、サセプタの構造として、該サセプタの載置面に基板ウェーハの裏面全体が接触するような構造である場合には、基板ウェーハの裏面にサセプタの載置面との接触跡が形成されて、基板ウェーハの外観に影響を及ぼすことがある。特に、基板ウェーハの表面のみならず、裏面にも鏡面研磨処理が施されている場合に問題となる。
そして、このような問題を回避するサセプタの構造が提案されている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。
特許文献１または特許文献２に記載のサセプタは、基板ウェーハを載置するための載置部を有している。この載置部は、内部に基板ウェーハを配置可能に座ぐりが形成され、基板ウェーハの外周縁部を支持する上段座ぐり部と、この上段座ぐり部よりも中心側下段に形成される下段座ぐり部とを有する二段構成を成している。このように、基板ウェーハを外周縁部のみで支持する構成とすることで、基板ウェーハの裏面全体に亘って接触跡を残すことを回避している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２９３７０号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１または特許文献２に記載のサセプタでは、基板ウェーハの外周縁部を支持する上段座ぐり部の底面は、基板ウェーハの裏面に対応して平面状に形成されている。
そして、近年のエピタキシャルウェーハの大口径化に伴い、サイズの大きい基板ウェーハをサセプタの上段座ぐり部に支持させた状態では、基板ウェーハに反りが生じてしまう。このような状態では、上段座ぐり部と基板ウェーハとの接触面積が小さくなり、サセプタから基板ウェーハへの熱伝導特性が劣化してしまう。すなわち、基板ウェーハの裏面において、サセプタに支持される外周部分の温度が低下してしまう。このため、基板ウェーハの表面上に気相成長されるエピタキシャル膜は、外周部分が他の領域に比較して膜厚が小さくなってしまう。
近年では、基板ウェーハの厚さも飛躍的に減少する傾向にあり、エピタキシャル膜における膜厚の面内不均一性もエピタキシャルウェーハの平坦度劣化の要因となる。
【０００５】
本発明の目的は、エピタキシャルウェーハを製造するにあたって、エピタキシャル膜の膜厚の均一化を図れるサセプタ、およびエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１のサセプタは、基板ウェー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ーハを製造する際に前記基板ウェーハが載置されるサセプタであって、前記基板ウェーハが載置されるウェーハ載置部を有し、前記ウェーハ載置部は、前記基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、前記基板ウェーハの外周縁部を支持する第１凹部と、前記第１凹部よりも中心側下段に形成される第２凹部とで構成され、前記第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって当該サセプタの厚み寸法が小さくなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２のサセプタは、請求項１に記載のサセプタにおいて、前記第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって当該サセプタの厚み寸法が小さくなるように傾斜し、前記第１凹部の底面の傾斜角度は、当該サセプタの厚み方向に直交する水平方向に対する角度をＸとした場合に、０°＜Ｘ＜５°の範囲内であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３のサセプタは、請求項１または請求項２に記載のサセプタにおいて、炭素基材にＳｉＣ被膜が被覆された構成を有していることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項４のサセプタは、請求項１から請求項３のいずれかに記載のサセプタにおいて、直径寸法が３００ｍｍ以上の前記基板ウェーハに対応して形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項５のエピタキシャルウェーハの製造方法は、基板ウェーハをサセプタ上に載置し、前記基板ウェー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ーハを製造するエピタキシャルウェーハの製造方法であって、前記サセプタにおける前記基板ウェーハが載置されるウェーハ載置部は、前記基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、前記基板ウェーハの外周縁部を支持する第１凹部と、前記第１凹部よりも中心側下段に形成される第２凹部とで構成され、前記第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって前記サセプタの厚み寸法が小さくなり、前記サセプタの表面上をエッチングするエッチング工程を有し、前記サセプタの前記ウェーハ載置部に前記基板ウェーハを載置するウェーハ載置工程と、前記サセプタ上の前記基板ウェーハを加熱しながら前記基板ウェーハに反応ガスを供給し、前記基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させるエピタキシャル膜形成工程とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１のサセプタによれば、ウェーハ載置部を構成する第１凹部の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがってサセプタの厚み寸法が小さくなるように形成されているので、基板ウェーハを第１凹部に支持させた状態での基板ウェーハの反り形状に対応させることができる。すなわち、基板ウェーハに反りが生じた場合であっても、第１凹部の底面と基板ウェーハの裏面とを良好に接触させた状態で基板ウェーハをサセプタに支持させることができ、サセプタから基板ウェーハへの熱伝導性を良好に維持できる。このため、基板ウェーハの裏面において、サセプタに支持される外周部分の温度が低下することなく、基板ウェーハの表面上に膜厚の一様なエピタキシャル膜を形成できる。そして、エピタキシャル膜の膜厚を一様とすることで、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハを製造できる。
また、ウェーハ載置部が第１凹部および第２凹部で構成されているので、第２凹部から側面または下面にかけて貫通孔を形成すれば、エピタキシャル膜を気相成長させる際に基板ウェーハが加熱され、該基板ウェーハの裏面から外方拡散され気相中に放出されるドーパントを、貫通孔を介してサセプタの外側に放出させることができる。したがって、ドーパントが基板ウェーハの表面側に回り込みエピタキシャル膜内に取り込まれる、いわゆるオートドープ現象を抑制し、形成するエピタキシャル膜の特性を良好にすることも可能となる。
【００１２】
請求項２のサセプタによれば、第１凹部の底面が外周端縁から内周端縁に向かうにしたがって当該サセプタの厚み寸法が小さくなるように傾斜しているので、基板ウェーハに反りが生じた場合であっても、第１凹部の底面と基板ウェーハの底面とを確実に接触させた状態で基板ウェーハをサセプタに支持させることができ、サセプタから基板ウェーハへの熱伝導性をさらに良好に維持できる。
また、第１凹部における底面の傾斜角度が、サセプタの厚み方向に直交する水平方向に対する角度をＸとした場合に、０°＜Ｘ＜５°の範囲内であるので、第１凹部の底面の傾斜を基板ウェーハの反り形状に良好に対応させることができる。したがって、このような範囲内で第１凹部における底面の傾斜角度を設定することで、基板ウェーハの表面上に膜厚の一様なエピタキシャル膜を容易に形成できる。
ここで、基板ウェーハの反りの角度よりも第１凹部の傾斜角度が大きい場合、特に、５°＜Ｘの場合には、第１凹部の底面と基板ウェーハの裏面との接触面積が小さくなってしまい、結果として基板ウェーハの表面上に膜厚の一様なエピタキシャル膜を形成することが困難である。
【００１３】
請求項３のサセプタによれば、炭素基材にＳｉＣ被膜が被覆された構成を有しているので、サセプタを良好な熱伝導性を有する部材で構成でき、サセプタから基板ウェーハへの熱伝導特性を良好にすることができる。したがって、サセプタに支持される基板ウェーハの外周部分の温度の低下をさらに抑制し、膜厚の一様なエピタキシャル膜を容易に形成できる。
【００１４】
請求項４のサセプタによれば、直径寸法が３００ｍｍ以上の反りが生じやすい大型の基板ウェーハに対応して形成されているので、特に大口径のエピタキシャルウェーハを製造する際にエピタキシャル膜の膜厚を均一化でき、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハを製造できる。
【００１５】
請求項５のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、請求項１に記載のサセプタを用い、ウェーハ載置工程、エピタキシャル膜形成工程、およびエッチング工程を実施するので、サセプタから基板ウェーハへの熱伝導性が良好な状態でエピタキシャルウェーハを製造でき、膜厚の一様なエピタキシャル膜を容易に形成できる。そして、エピタキシャル膜の膜厚を一様とすることで、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハを製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔エピタキシャルウェーハの製造装置の構成〕
図１は、本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造装置１を模式的に示す断面図である。
製造装置１は、基板ウェーハ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ーハ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３００ｍｍ以上のエピタキシャルウェーハＥＰＷの製造装置として構成されている。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。
サセプタ２は、具体的には後述するが、基板ウェーハ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。このサセプタ２としては、炭素基材の表面にＳｉＣ被膜をコーティングしたものを採用できる。
【００１７】
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ーハＷに供給することで、基板ウェーハ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。
【００１８】
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上の基板ウェーハ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を水素ガスで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。
【００１９】
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、ウェーハをサセプタ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、ウェーハ昇降部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、該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。
【００２０】
ウェーハ昇降部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。
このウェーハ昇降部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、ウェーハ昇降部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を介して基板ウェーハＷに当接し、該基板ウェーハ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、該製造装置１へのウェーハ搬入、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、ウェーハ下面をピン状部材３４２Ｃにて支持してウェーハ昇降部３４２の進退移動によりウェーハを移載するタイプで構成されている。
なお、ウェーハ昇降部３４２を省略し、製造装置１へのウェーハ搬入、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ーハを移載するタイプを採用してもよい。
【００２１】
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ーハＷ、およびサセプタ２を放射熱により加熱し、基板ウェーハ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、ハロゲンランプや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ーハＷを加熱する高周波加熱方式を採用してもよい。
【００２２】
〔サセプタの構造〕
図２は、サセプタ２の概略構成を示す図である。具体的に、図２（Ａ）は、サセプタ２の上面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ線の断面図である。
サセプタ２は、図２に示すように、平面視略円板形状を有している。
このサセプタ２において、その上面の略中央部分には、図２に示すように、基板ウェーハＷが載置されるウェーハ載置部２１が形成されている。
ウェーハ載置部２１は、図２に示すように、基板ウェーハＷの下面外周縁部分全体を支持する円環状の第１凹部２１１と、第１凹部よりも中心側下段に位置する平面視円形状の第２凹部２１２とを有する段付状に形成されている。
【００２３】
図３は、第１凹部２１１の形状を詳細に示す図である。具体的に、図２（Ｂ）における第１凹部２１１の拡大図である。
第１凹部２１１の底面は、図３に示すように、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがってサセプタ２の厚み寸法が小さくなるように傾斜し、全体として凹曲面形状を有している。
ここで、第１凹部２１１における底面の傾斜角度は、サセプタ２の厚み方向と直交する水平方向に対する角度をＸとした場合に、０°＜Ｘ＜５°の範囲内であることが好ましい。特に、製造対象となるエピタキシャルウェーハＥＰＷの直径寸法が３００ｍｍである場合には、０．１°＜Ｘ＜１°の範囲内であることが好ましい。
このように、第１凹部２１１の底面を傾斜形状とすることで、３００ｍｍ以上の直径寸法を有する基板ウェーハＷを第１凹部２１１に載置し、該基板ウェーハＷに反りが生じた場合であっても、基板ウェーハＷの下面を第１凹部２１１にて確実に支持できる。
【００２４】
また、このサセプタ２において、第２凹部２１２の底面、および該サセプタ２の下面には、図２に示すように、サセプタ支持部３４を構成するウェーハ昇降部３４２のピン状部材３４２Ｃを挿通可能とする３つのピン挿通孔２２が形成されている。
【００２５】
〔エピタキシャルウェーハの製造方法〕
次に、上述した製造装置１によるエピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法を説明する。
図４は、エピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法を説明する図である。
先ず、上述したウェー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ーハ昇降部３４２のピン状部材３４２Ｃを進退移動させることで、基板ウェーハＷをサセプタ２の第１凹部２１１に載置する（処理Ｓ１：ウェーハ載置工程）。
処理Ｓ１の後、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ーハＷ表面の自然酸化膜を除去する（処理Ｓ２）。
【００２６】
処理Ｓ２の後、以下に示すように、基板ウェーハＷ上にエピタキシャル膜ＥＰを気相成長させる（処理Ｓ３：エピタキシャル膜形成工程）。
すなわち、先ず、加熱装置４により、基板ウェーハ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を介して基板ウェーハ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、基板ウェーハ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ーハＥＰＷが製造される。
【００２７】
上述したように、エピタキシャルウェーハＥＰＷを製造した後、ウェーハ昇降部３４２のピン状部材３４２Ｃを進退移動させるとともに図示しない搬送治具を移動させることで、エピタキシャルウェーハＥＰＷを反応容器３外部に搬出する。
この後、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ＨＣｌガスを供給し、化学反応を利用した高温のガスエッチングによりサセプタ２のウェーハ載置部２１上の汚染物質を除去する（処理Ｓ４：エッチング工程）。この汚染物質としては、エピタキシャル膜形成工程Ｓ３においてエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造した際に、サセプタ２に堆積したシリコン被膜も含まれる。この処理Ｓ４により、上述したシリコン被膜を除去するとともに、サセプタ２の表面上に付着する汚染物質、およびサセプタ２から上述したシリコン被膜に取り込まれた重金属等の汚染物質も同時に除去される。
【００２８】
上述した実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）ウェーハ載置部２１の第１凹部２１１の底面は、外周端縁から内周端縁に向かうにしたがってサセプタ２の厚み寸法が小さくなるように傾斜しているので、基板ウェーハＷを第１凹部２１１に支持させた状態での基板ウェーハＷの反り形状に対応させることができる。すなわち、基板ウェーハＷに反りが生じた場合であっても、第１凹部２１１の底面と基板ウェーハＷの裏面とを確実に接触させた状態で基板ウェーハＷをサセプタ２に支持させることができ、サセプタ２から基板ウェーハＷへの熱伝導性を良好に維持できる。このため、基板ウェーハＷの裏面において、サセプタ２に支持される外周部分の温度が低下することなく、基板ウェーハＷの表面上に膜厚の一様なエピタキシャル膜ＥＰを形成できる。そして、エピタキシャル膜ＥＰの膜厚を一様とすることで、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。
【００２９】
（２）第１凹部２１１における底面の傾斜角度は、サセプタ２の厚み方向に直交する水平方向に対する角度をＸとした場合に、０°＜Ｘ＜５°の範囲内であるので、傾斜角度Ｘが大きすぎて第１凹部２１１の底面と基板ウェーハＷの裏面との間に逆に空間が生じてしまうこともなく、第１凹部２１１の底面の傾斜を基板ウェーハＷの反り形状に良好に対応させることができる。したがって、このような範囲内で第１凹部２１１における底面の傾斜角度Ｘを設定することで、基板ウェーハＷの表面上に膜厚の一様なエピタキシャル膜ＥＰを形成できる。
【００３０】
（３）サセプタ２は、炭素基材にＳｉＣ被膜が被覆された構成を有しているので、サセプタ２を良好な熱伝導性を有する部材で構成でき、サセプタ２から基板ウェーハＷへの熱伝導特性を良好にすることができる。したがって、サセプタ２に支持される基板ウェーハＷの外周部分の温度の低下をさらに抑制し、膜厚の一様なエピタキシャル膜ＥＰを容易に形成できる。
【００３１】
（４）サセプタ２は、直径寸法が３００ｍｍ以上の反りが生じやすい大型の基板ウェーハＷに対応して形成されているので、特に大口径のエピタキシャルウェーハを製造する際にエピタキシャル膜の膜厚を容易に均一化でき、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。
【００３２】
（５）そして、エピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法は、処理Ｓ１〜Ｓ４を実施するので、第１凹部２１１の底面と基板ウェーハＷの裏面との間にシリコン被膜が介在してサセプタ２から基板ウェーハＷへの熱伝導性が劣化することなく、サセプタ２および基板ウェーハＷ間の熱伝導性が良好な状態でエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。したがって、エピタキシャル膜の膜厚を均一化し、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。
【００３３】
以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に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において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記実施形態において、第２凹部２１２の底面または側壁からサセプタ２の側面または下面にかけて貫通孔を形成してもよい。このような構成では、エピタキシャル膜ＥＰを気相成長させる際に基板ウェーハＷが加熱され、該基板ウェーハＷの裏面から外方拡散され気相中に放出されるドーパントを、貫通孔を介してサセプタの外側に放出することができる。このため、ドーパントが基板ウェーハＷの表面側に回り込みエピタキシャル膜ＥＰ内に取り込まれる、いわゆるオートドープ現象を抑制し、良好な特性を有するエピタキシャル膜ＥＰを形成できる。
この際、前記実施形態では、製造装置１には、反応ガス供給管３３１および反応ガス排出管３３２のみを有する構成であったが、サセプタ２の外側に放出されるドーパントを効率的に反応容器３外部に排出するために、水素ガス等のパージガスを反応室３Ａ内に供給可能とするパージガス供給管、および反応室３Ａ内のパージガスを反応容器３外部に排出可能とするパージガス排出管等をさらに設けてもよい。
【００３４】
前記実施形態において、第１凹部２１１は、その底面が内側に向けて傾斜角度Ｘを有するように傾斜していればよく、サセプタ２の上面から内側にむけて傾斜角度Ｘを有するように皿もみ状に第１凹部２１１を形成してもよい。また、第１凹部２１１の底面は、断面略直線状に形成されていたが、これに限らず、断面略曲線状に形成してもよい。この場合、上方に凸となるように形成することが好ましい。
前記実施形態において、エピタキシャル膜ＥＰの外周部分における膜厚の減少を抑制するために、以下の構成を採用してもよい。
例えば、エピタキシャル膜ＥＰを気相成長させる際に、基板ウェーハＷの外周部分に他の領域よりも積極的に反応ガスを供給する。
また、例えば、エピタキシャル膜ＥＰを気相成長させる際に、基板ウェーハＷの外周部分を他の領域よりも温度が高くなるように基板ウェーハＷを加熱する。
上述したような構成では、サセプタ２の形状とともに、エピタキシャル膜ＥＰにおける外周部分の膜厚の減少を効率的に抑制できる。
前記実施形態において、エピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法では、エッチング工程Ｓ４がエピタキシャル膜形成工程Ｓ３の後に実施されていたが、これに限らず、ウェーハ載置工程Ｓ１の前に実施する構成を採用してもよい。
【００３５】
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。
【実施例１】
【００３６】
次に、本発明の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。
[実施例１]
本実施例１は、第１凹部２１１の底面の傾斜角度Ｘが０．１２°であるサセプタ２を用い、前記実施形態で説明したエピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法にて、３００ｍｍの直径寸法および０．７８ｍｍの厚み寸法を有するｐ型の基板ウェーハ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ーハＥＰＷを製造した。なお、上述したエピタキシャル膜ＥＰの成膜条件は、以下の通りである。
【００３７】
（成膜条件）
反応ガス：ＳｉＨＣｌ３
エピタキシャル膜ＥＰの膜厚：２．５〜３．０μm
成膜温度：１１００〜１１３０℃
成膜速度：３．０μm／min以下
【００３８】
[比較例１]
本比較例１は、第１凹部２１１の底面の傾斜角度Ｘが０°であるサセプタ２を用い、前記実施例１と同様の製造方法および成膜条件にて、前記実施例１と同様の基板ウェーハ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ーハＥＰＷを製造した。
【００３９】
[比較例２]
本比較例２は、サセプタ２における第１凹部２１１の底面の傾斜角度Ｘ、および基板ウェーハＷは前記実施例１と同様であり、前記実施例１と異なる製造方法にてエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造した。具体的に、前記実施例１の製造方法において、ウェーハ載置工程Ｓ１の前に、反応ガス供給管３３１を介してサセプタ２の表面上に水平に反応ガスを供給する。そして、サセプタ２の上面にシリコン被膜を形成する。その他の工程は、前記実施例１と同様である。なお、上述したシリコン被膜の成膜条件は、以下の通りである。
【００４０】
（成膜条件）
反応ガス：ＳｉＨＣｌ３
シリコン被膜の膜厚：１．０〜２．０μｍ
成膜温度：１１００〜１１３０℃
成膜速度：３．０μm／min以下
【００４１】
そして、実施例１、比較例１、および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷを以下の評価方法にて評価した。
（評価１）
実施例１、比較例１、および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷにおける各エピタキシャル膜ＥＰの膜厚の一様性をＦＴ−ＩＲ（ＡＤＥ社製）にて評価する。具体的に、エピタキシャル膜ＥＰの中心位置から外周部分まで所定の間隔毎に膜厚を測定する。
図５は、評価１の結果を示すグラフである。具体的に、図５（Ａ）は、実施例１の結果を示す。図５（Ｂ）は、比較例１の結果を示す。図５（Ｃ）は、比較例２の結果を示す。なお、図５において、縦軸は各測定位置での膜厚を平均膜厚で除算した値を表し、横軸はエピタキシャル膜ＥＰの中心位置からの各測定位置の距離を表したものである。
【００４２】
結果としては、比較例１および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷは、図５（Ｂ）および図５（Ｃ）に示すように、エピタキシャル膜ＥＰのエッジ近傍（中心位置からの距離が１５０ｍｍ近傍）において、エピタキシャル膜ＥＰの膜厚が減少する傾向が確認された。
これに対して、実施例１は、図５（Ａ）に示すように、エピタキシャル膜ＥＰのエッジ近傍においてもエピタキシャル膜ＥＰの膜厚が減少することなく、エピタキシャル膜ＥＰの中心位置から外周部分にかけてエピタキシャル膜ＥＰの膜厚が均一化されていることが確認された。
【００４３】
（評価２）
実施例１、比較例１、および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷにおける平坦度（ＳＦＱＲ：Site Focal Quality Range）をＡＦＳ３２２０（ＡＤＥ社製）にて評価する。具体的に、ＳＦＱＲは、エピタキシャルウェーハＥＰＷを多数のサイトに分割し、各サイト内での基準面を設け、その基準面から各サイトでのプラス側とマイナス側の最大変化量を測定し、このプラス側の最大変化量の絶対値とマイナス側の最大変化量の絶対値とを加算したものである。
図６は、評価２の結果を示す図である。具体的に、図６（Ａ）は、実施例１の結果を示す。図６（Ｂ）は、比較例１の結果を示す。図６（Ｃ）は、比較例２の結果を示す。なお、図６は、エピタキシャルウェーハＥＰＷを複数のサイトに分割した状態を示したものであり、各サイトのうち、ＳＦＱＲが４０nmより小さいサイトを空白とする。また、ＳＦＱＲが４０nm以上５０nm以下のサイトには斜線を引いている。さらに、ＳＦＱＲが５０nmより大きいサイトは塗り潰している。
【００４４】
結果としては、比較例１および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷは、図６（Ｂ）および図６（Ｃ）に示すように、外周部分のサイトにおいて特にＳＦＱＲが大きくなっている。すなわち、各エピタキシャルウェーハＥＰＷの外周部分により平坦度が悪い結果となった。
これに対して、実施例１は、図６（Ａ）に示すように、比較例１および比較例２に比較すると、ＳＦＱＲの大きいサイトが飛躍的に少なくなっており、外周部分においてもＳＦＱＲの大きいサイトが減少している。すなわち、エピタキシャルウェーハＥＰＷ全体に亘って平坦度が良好になっている。
【００４５】
（評価３）
実施例１、比較例１、および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷにおける外周部分の特定のサイト毎のΔＳＦＱＲを測定し、外周部分における平坦度を評価する。具体的に、ΔＳＦＱＲは、エピタキシャルウェーハＥＰＷを多数のサイトに分割し、各サイト内での基準面を設け、その基準面から上述した特定のサイトでのプラス側とマイナス側の最大変化量を測定し、このプラス側の最大変化量とマイナス側の最大変化量とを加算したものである。そして、このΔＳＦＱＲは、測定した特定のサイトにおける平坦度の指標として用いることができ、各ΔＳＦＱＲの平均値が小さいほど特定のサイトにおける平坦度が良好であり、平均値が大きいほど特定のサイトにおける平坦度が悪いものと判定できる。
図７は、ΔＳＦＱＲを測定する際の特定のサイトを示す図である。
評価３では、図７の斜線で示す外周部分の５２個の各サイトにおけるΔＳＦＱＲを測定する。また、評価３では、エピタキシャルウェーハＥＰＷを３枚用い、計１５６個の各サイトにおけるΔＳＦＱＲを測定する。
評価３の結果を以下の表１に示す。
【００４６】
【表１】
2006041028.tif 000003
【００４７】
結果としては、実施例１におけるΔＳＦＱＲの平均値は、比較例１および比較例２におけるΔＳＦＱＲの平均値よりも飛躍的に小さい値となった。すなわち、実施例１にて製造したエピタキシャルウェーハＥＰＷにおける外周部分の平坦度は、比較例１および比較例２にて製造した各エピタキシャルウェーハＥＰＷにおける外周部分の平坦度よりも良い結果となった。
【００４８】
以上のように、サセプタ２における第１凹部２１１の底面の傾斜角度Ｘを０°＜Ｘ＜５°とするとともに、エピタキシャルウェーハＥＰＷを製造するにあたって、ウェーハ載置工程Ｓ１の前にサセプタ２の上面にシリコン被膜を形成する工程を省略することで、膜厚の一様なエピタキシャル膜ＥＰを形成できかつ、平坦度の良好なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できた。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のサセプタは、エピタキシャルウェーハを製造するにあたって、エピタキシャル膜の膜厚の均一化を図れるため、エピタキシャルウェー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】
【００５０】
【図１】本実施形態におけるエピタキシャルウェーハの製造装置を模式的に示す断面図。
【図２】前記実施形態におけるサセプタの概略構成を示す図。
【図３】前記実施形態における第１凹部の形状を詳細に示す図。
【図４】前記実施形態におけるエピタキシャルウェーハの製造方法を説明する図。
【図５】本実施例における評価１の結果を示す図。
【図６】前記実施例における評価２の結果を示す図。
【図７】前記実施例におけるΔＳＦＱＲを測定する際の特定のサイトを示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・製造装置
２・・・サセプタ
３・・・反応容器
４・・・加熱装置
２１・・・ウェーハ載置部
２１１・・・第１凹部
２１２・・・第２凹部
ＥＰ・・・エピタキシャル膜
ＥＰＷ・・・エピタキシャルウェーハ
Ｓ１・・・ウェーハ載置工程
Ｓ３・・・エピタキシャル膜形成工程
Ｓ４・・・エッチング工程
Ｗ・・・基板ウェーハ
Ｘ・・・傾斜角度
【図１】
2006041028.tif 000004
【図２】
2006041028.tif 000005
【図３】
2006041028.tif 000006
【図４】
2006041028.tif 000007
【図５】
2006041028.tif 000008
【図６】
2006041028.tif 000009
【図７】
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