(57)【要約】【課題】ウェーハ載置位置バラツキを抑制することと、サセプタが熱変形することにより生ずる応力により、サセプタを支持するアーム部が破損してしまうことの両立を図ることができる枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置を提供する。【解決手段】サセプタ１４を支持するサポートシャフトは、垂直方向に設けられた回転可能な主支柱と、主支柱に設けられサセプタ１４の下面を支持する複数のアーム部２０とを備える。アーム部２０は、アーム本体２１とアーム部２０の頭部を構成するチップ２２とを備える。アーム本体２１は、主支柱から、サセプタ１４の下面に形成されたサセプタ凹部１３の径方向位置まで斜め上方に延設された傾斜部２３と、傾斜部２３から垂直上向きに延設された垂直部２４とを備える。チップ２２は、サセプタ凹部１３にクリアランス０〜０．５ｍｍで密接嵌合されている。傾斜部２３の曲げ剛性範囲が３〜３６Ｎ・ｍ２に設定される。【選択図】図２
2018041778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面にウェーハを載置するためのウェーハポケットが設けられたサセプタと、
前記サセプタを支持し且つ回転せしめるためのサポートシャフトとを備え、
前記サポートシャフトが、垂直方向に設けられた回転可能な主支柱と、前記主支柱に設けられ、前記サセプタの下面を支持する複数のアーム部とを有し、
前記サセプタの下面には複数のサセプタ凹部が形成されており、
前記アーム部は、前記主支柱から斜め上方又は水平方向に延設された延設部と、前記サセプタ凹部に嵌合する頭部とを有し、
前記頭部が前記サセプタ凹部にクリアランス０〜０．５ｍｍで密接嵌合せしめられ、
前記延設部の曲げ剛性が３６Ｎ・ｍ２以下に設定されたことを特徴とする枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置。
【請求項２】
前記延設部の曲げ剛性が３Ｎ・ｍ２以上に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置。
【請求項３】
前記アーム部は、前記頭部を構成するチップと、前記延設部を含んで構成され、先端に前記チップが接続されたアーム本体とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置を用いた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、枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置及びそれを用いた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、デバイスメーカーからの高フラットネスエピタキシャルウェーハの要求が高まっており、エピタキシャルウェーハのフラットネス品質の向上が重要な課題となっている。特に、エピタキシャルウェーハ外周部におけるフラットネスの要求品質は高く、要求を満たすためには製造プロセス上の種々のパラメーターを厳密に制御する必要がある。外周部フラットネスを制御するためのパラメーターの１つとして、サセプタ上にウェーハを載置した際のサセプタ中心とウェーハ中心とのズレ量、すなわち載置ズレ量が挙げられる。載置ズレがなく、ウェーハが、サセプタ上面に設けられたウェーハポケットの中央に載置された場合、エピタキシャル反応中の反応ガスは、ウェーハ全外周部に対して等価に当たる。これに対して、ウェーハが、ウェーハポケットの中央からずれて載置された場合、ウェーハ外周部の、ウェーハポケットの外周部に近接した部分では、最外周に反応ガスが当たりにくくなるために、ウェーハ外周部での膜厚ダレが生じる。逆に、ウェーハ外周部の、ウェーハポケットの外周部から離れた部分では、最外周に積極的に反応ガスが当たるため、膜厚のハネが生じる。特に、ウェーハポケットの外周部から離れたウェーハ外周部が、エピタキシャル成長起因で生じるファセット位置に相当した場合、載置ズレによる外周ハネとファセット成長によるハネとが重なり合うことで、より外周ハネが顕在化し、外周部フラットネスの悪化が顕著となる。したがって、ウェーハの載置バラツキを抑制し、載置位置を制御することは、エピウェーハの外周フラットネスを向上させるために重要である。
【０００３】
載置ズレが生じる要因の１つとして、反応炉内へウェーハを搬入する際に、炉内温度が変化することで、サセプタが熱膨張・熱収縮し、サセプタ位置が搬入ウェーハごとに変動することが挙げられる。図６に、従来のサセプタ支持部分における模試図を示す。図６のように、サセプタ３０の下側にはサポートシャフトのアーム部３１が設けられる。そのアーム部３１の頭部を構成するチップ３４が、サセプタ３０の下面に設けられたサセプタ凹部３２に嵌まることでサセプタ３０を支持している。このとき、サセプタ凹部３２とチップ３４との間にはクリアランスが設けられている。このクリアランスがあることで、サセプタ３０が熱膨張した際に、チップ３４に対して、サセプタ３０からの過度な応力がかからず、熱膨張による応力を逃がす設計となっているが、逆に、サセプタ３０の変動が大きく、位置が不安定になることで、ウェーハ載置位置バラツキの要因の１つとなっている。
【０００４】
ウェーハ載置位置バラツキの対策として特許文献１、２が開示されている。具体的には、特許文献１には、アーム部の頭部を石英製とし、その石英製頭部とサセプタ凹部とを遊び空間のない状態で密接嵌合せしめることが開示されている。また、特許文献２には、サセプタの中心部を支持する中心支持部材を設け、その中心支持部材がＳｉＣで構成されるか又はカーボン基材にＳｉＣコートを施してなることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１３８０５６号公報
【特許文献２】特開２０１３−１７５５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように特許文献１の構成では、アーム部の頭部の材質を石英製に変更する必要がある。また、特許文献２の構成ではサセプタの中心部を支持する中心支持部材を設ける必要がある。
【０００７】
本発明は、アーム部の頭部の材質変更や中心支持部材の設置を行わなくても、ウェーハ載置位置バラツキを抑制することと、サセプタが熱変形することにより生ずる応力によりアーム部が破損してしまうことを抑制することの両立を図ることができる枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置及びエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置は、
上面にウェーハを載置するためのウェーハポケットが設けられたサセプタと、
前記サセプタを支持し且つ回転せしめるためのサポートシャフトとを備え、
前記サポートシャフトが、垂直方向に設けられた回転可能な主支柱と、前記主支柱に設けられ、前記サセプタの下面を支持する複数のアーム部とを有し、
前記サセプタの下面には複数のサセプタ凹部が形成されており、
前記アーム部は、前記主支柱から斜め上方又は水平方向に延設された延設部と、前記サセプタ凹部に嵌合する頭部とを有し、
前記頭部が前記サセプタ凹部にクリアランス０〜０．５ｍｍで密接嵌合せしめられ、
前記延設部の曲げ剛性が３６Ｎ・ｍ２以下に設定されたことを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、アーム部の頭部が、サセプタ凹部にクリアランス０〜０．５ｍｍで密接嵌合せしめられているので、アーム部の頭部をサセプタ凹部に遊び空間を持った状態（０．５ｍｍより大きいクリアランスを持った状態）で嵌合する構成に比べて、サセプタの熱変形を抑えることができる。これにより、ウェーハ載置位置バラツキを抑制できる。さらに、本発明では、アーム部の延設部の曲げ剛性が３６Ｎ・ｍ２以下に設定されているので、サセプタが熱変形することにより生じる応力を、その延設部の撓みで緩和できる。これにより、頭部周辺にかかる応力を低減でき、頭部周辺が破損してしまうのを抑制できる。
【００１０】
なお、上記クリアランスとは、図８に示すように、アーム部の頭部２６がサセプタ凹部１３内を移動した際に最もクリアランスが広くなった場合における、その最も広いクリアランスを言う。クリアランスが０ｍｍとは、アーム部の頭部２６とサセプタ凹部１３の形状が完全に一致して、アーム部の頭部２６がサセプタ凹部１３内を移動する隙が無いことを意味する。
【００１１】
また、本発明において延設部の曲げ剛性が３Ｎ・ｍ２以上に設定される。延設部の曲げ剛性を３Ｎ・ｍ２以上とすることで、アーム部が設計位置からダレてしまうのを抑制、つまりアーム部の耐久性低下を抑制できる。
【００１２】
また、本発明において、前記アーム部は、前記頭部を構成するチップと、前記延設部を含んで構成され、先端に前記チップが接続されたアーム本体とを有する。このように、アーム部の頭部（チップ）が別部品で構成されると、チップとアーム本体との接触部に応力が集中して、その接触部が破損しやすくなるが、上記のように延設部の曲げ剛性範囲が３〜３６Ｎ・ｍ２に設定されることで、接触部の破損を抑制できる。
【００１３】
また、本発明の枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置を用いてエピタキシャルウェーハを製造する。これにより、ウェーハ載置位置バラツキを抑制した形でエピタキシャルウェーハを製造できるので、エピタキシャルウェーハ外周部におけるフラットネスを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】枚葉式エピタキシャルウェーハ成長装置の概略断面図である。
【図２】本発明のサセプタ支持部における模式図である。
【図３】サセプタ凹部及びチップ本体を平面視で見た図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】アーム本体を側面視で見た図である。
【図６】従来のサセプタ支持部における模式図である。
【図７】比較例３で用いたチップ及びサセプタ凹部を平面視で見た図であり、チップとサセプタ凹部とのクリアランスを示した図である。
【図８】サセプタ凹部及びチップ本体を平面視で見た図であり、クリアランスの求め方を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１の枚葉式エピタキシャルウェーハ成長装置１は、透明石英部材等から構成された反応炉２を備える。反応炉２内には、エピタキシャル成長させるウェーハＷを載置するためのサセプタ１４が配置されている。サセプタ１４は例えばＳｉＣ製であったり、黒鉛基材にＳｉＣコートが施されたものであったりする。サセプタ１４は、円形の上面１４ａ及び下面１４ｂを有した形状、つまり円盤状に形成される。サセプタ１４は、上面１４ａ及び下面１４ｂが水平となるように配置される。
【００１６】
サセプタ１４の上面１４ａの中央部には、ウェーハＷを水平に載置するためのウェーハポケット１２が形成されている。ウェーハポケット１２は、側面視で凹形状に形成され、平面視でウェーハＷの径よりも若干大きい径の円形に形成される。ウェーハポケット１２の深さは、ウェーハＷの厚さと同程度となっている。
【００１７】
ウェーハポケット１２の底部には、サセプタ１４の下面１４ｂまで貫通する複数の貫通孔１５が形成されている。これら貫通孔１５には、ウェーハＷをウェーハポケット１２に収容したり、ウェーハポケット１２からウェーハＷを取り出したりするためのリフトピン２９が挿入されている。リフトピン２９は昇降動作が可能に設けられて、リフトピン２９が上昇するとウェーハＷはウェーハポケット１２から持ち上がった状態となり、リフトピン２９が下降すると、ウェーハＷはウェーハポケット１２に収容された状態となる。
【００１８】
また、サセプタ１４の下面１４ｂにおける外周部（ウェーハポケット１２が形成されるサセプタ中央部よりも径方向外側の位置）には、後述するチップ２２が嵌まる複数のサセプタ凹部１３が形成されている。サセプタ凹部１３は、アーム部２０の個数分形成され、且つ、サセプタ１４の中心線Ｌ１を中心とした円周上に等間隔（言い換えると複数のアーム部２０の円周方向における間隔と同じ間隔）で形成されている。
【００１９】
サセプタ１４の下側領域には、サセプタ１４を水平に支持するサポートシャフト１６が配置されている。そのサポートシャフト１６は、垂直方向（鉛直方向と平行な方向）に伸びた主支柱１８と、その主支柱１８の上部から斜め上方に延設された複数（例えば３本）のアーム部２０とを備えている。主支柱１８は、その中心線Ｌ２が、サセプタ１４の中心線Ｌ１と一致するように設けられる。また、主支柱１８は中心線Ｌ２回りに回転可能に設けられる。主支柱１８の上端１８ａと、サセプタ１４の下面１４ｂとの間には空間が形成されている。
【００２０】
複数のアーム部２０は、主支柱１８を中心とした円周方向に等間隔で配置されている。各アーム部２０は、主支柱１８に接続されるアーム本体２１と、アーム本体２１の先端に接続されアーム部２０の頭部を構成するチップ２２とを備えている。さらに、アーム本体２１は、主支柱１８から、サセプタ凹部１３が形成された径方向位置まで斜め上方に延設された傾斜部２３と、その傾斜部２３の、主支柱１８と接続される端部と反対側の端部から、垂直上向きに延設された垂直部２４とを有する（図２参照）。傾斜部２３は直線状に延設されている。垂直部２４の先端面の中心には、チップ２２を固定するための穴２５が形成されている。アーム本体２１は例えば石英製とすることができる。傾斜部２３が本発明の延設部に相当する。なお、傾斜部２３に代えて、水平方向に延設された水平延設部が設けられたとしても良い。
【００２１】
チップ２２は、図２に示すように、チップ本体２６と、チップ本体２６の下面から突出する突出部２７とを有する。突出部２７は、アーム本体２１に形成された穴２５と同一径に形成されており、穴２５に圧入又はネジ嵌合されている。チップ本体２６は、先端からの一部がサセプタ凹部１３に嵌合している。また、チップ本体２６の径は、例えば垂直部２４の径よりも小さくなっており、チップ本体２６の下面の全部が、垂直部２４の先端面に接触している。チップ２２は例えばＳｉＣ製とすることができる。
【００２２】
図１の説明に戻って、反応炉２の周囲には、気相成長時や塩化水素ガスによる反応炉クリーニング時などの各処理時に、反応炉２内を加熱して反応炉２内を所定温度に制御するヒータ３が設けられている。そのヒータ３は、例えばハロゲンランプや、赤外線ランプである。
【００２３】
反応炉２の水平方向における一端側には、反応炉２内に各種ガスを水平方向に導入するガス導入口５が形成されている。そのガス導入口５は、サセプタ１４より上側に形成されている。ガス導入口５からは、気相成長時には、シリコン単結晶薄膜（シリコンエピタキシャル層）の原料となるシリコンソースガス（具体的にはトリクロロシラン（ＴＣＳ）等のシラン系ガス）、シリコンソースガスを希釈するためのキャリアガス（例えば水素）、及びエピタキシャル層の導電型や導電率を調整するためのドーパントガス（例えばボロンやリンを含むガス）を含む反応ガスが導入される。また、反応炉２のクリーニング時には、ガス導入口５からは、反応ガスの代わりに、反応炉２の内壁、サセプタ１４等の各部に堆積した副生成物をエッチングするガスとして例えば塩化水素ガス（ＨＣｌガス）が導入される。
【００２４】
また、反応炉２の、ガス導入口５が形成された側の反対側には、反応炉２内からガスを排出するガス排出口６が形成されている。
【００２５】
また、エピタキシャルウェーハ成長装置１は、主支柱１８を回転させる駆動部４を備えている。駆動部４により主支柱１８が回転すると、サセプタ１４及びこれに載置されたウェーハＷは、サセプタ１４の中心線Ｌ１回りに回転する。
【００２６】
以上がエピタキシャルウェーハ成長装置１の構成である。なお、チップ２２とサセプタ凹部１３とのクリアランスや、アーム部２０の曲げ剛性範囲については後述する。
【００２７】
次に、エピタキシャルウェーハ成長装置１を用いてシリコンエピタキシャルウェーハを製造する方法を説明する。先ず、シリコンウェーハＷを反応炉２内に投入して、ウェーハポケット１２に載置させる。反応炉２には、シリコンウェーハＷを投入する前段階から、ガス導入口５を介して水素を導入しておく。次に、サセプタ１４に載置されたシリコンウェーハＷをヒータ３により熱処理温度（例えば１０５０〜１２００℃）まで加熱する。次に、シリコンウェーハＷの主表面に形成されている自然酸化膜を除去する為の気相エッチングを行う。次に、シリコンウェーハＷを所望の成長温度（例えば１０５０〜１１８０℃）に合わせ、ガス導入口５から反応ガスを導入することによって、シリコンウェーハＷの主表面上にシリコン単結晶薄膜を気相成長させシリコンエピタキシャルウェーハとする。最後に、反応炉２を取り出し温度（例えば６５０℃）まで降温した後、シリコンエピタキシャルウェーハを反応炉２外に搬出する。
【００２８】
ここで、ウェーハＷは、ウェーハ中心がウェーハポケット１２の中心（サセプタ１４の中心線Ｌ１）に一致するようにウェーハポケット１２に載置されるのが好ましい。ウェーハ中心がウェーハポケット１２の中心からずれると、ウェーハ外周部と、ウェーハポケット１２の外周部との間の隙間に偏りが生じてしまい、その偏りにより反応ガスのウェーハ外周部への当たり方が変わることで、ウェーハ外周部におけるエピタキシャル層の膜厚が不均一となるためである。一方で、サセプタ１４は、反応炉２内へのウェーハＷの搬入時と気相成長時との間で大きな温度変化を受け、この温度変化によりサセプタ１４は熱膨張又は熱収縮する。このサセプタ１４の熱変形（熱膨張、熱収縮）によりウェーハポケット１２が径方向に伸びたり縮んだりすることで、ウェーハポケット１２におけるウェーハ載置位置にバラツキが生ずる。
【００２９】
そこで、本実施形態では、反応炉２内へのウェーハ搬入時のサセプタ位置を安定させ、載置位置バラツキを抑制することを目的とし、チップ２２の形状をサセプタ凹部１３の形状と合わせることにより、従来、サセプタ凹部とチップとの間に生じていたクリアランスを無くした。すなわち、図３に示すように、チップ本体２６とサセプタ凹部１３は、平面視で互いに同一形状（図３の例では長穴状）に形成される。またチップ本体２６とサセプタ凹部１３との間のクリアランス（図８参照）は０ｍｍに設定されている。そして、チップ本体２６はサセプタ凹部１３に密接嵌合せしめられている。なお、チップ本体２６の公差と、サセプタ凹部１３の公差とを考慮すると、クリアランスは０ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲にあれば良い。すなわち、実際に使用しているサセプタ凹部１３とチップ本体２６とにおいて、サセプタ凹部１３の設計形状が公差の範囲で最大、かつチップ本体２６の設計形状が公差の範囲内で最小となる時に、図８のようにチップ本体２６がサセプタ凹部１３内を移動した際に最もクリアランスが広くなった場合におけるそのクリアランスが０．５ｍｍであった。このように、クリアランスは、公差が無いときの値としては０ｍｍに設定され、公差を含めると０．５ｍｍまで許容される。
【００３０】
一方、クリアランスを０ｍｍ〜０．５ｍｍとすると、サセプタ１４の熱変形により生ずる応力により、アーム部２０（特にチップ本体２６と垂直部２４との接触部Ａ（図２参照））が破損するおそれがある。
【００３１】
そこで、本実施形態では、以下に説明するように、傾斜部２３（図２参照）の厚さを薄くし、傾斜部２３の撓みを利用することで応力を吸収する設計とした。
【００３２】
すなわち、曲げモーメントに対する梁部材の変形のしにくさを表す指標として、断面２次モーメントが挙げられる。傾斜部２３の断面が例えば長方形であるとすると、長方形断面において、断面寸法及び座標軸を図４のように定義した場合、Ｘ軸まわりの断面２次モーメントＩｘは以下の式で表される。
Ｉｘ＝ｂｈ３／１２
【００３３】
また、梁部材の材質を考慮した際の曲げ変形のしにくさを表す指標として、曲げ剛性Ｊが挙げられる。曲げ剛性Ｊは、ヤング率Ｅおよび断面２次モーメントＩを用いて、以下の式で表される。
Ｊ＝ＥＩ
【００３４】
傾斜部２３の材質が石英とすると、石英のヤング率はＥ＝７．０×１０１０〜７．４×１０１０Ｎ／ｍ２程度である。
【００３５】
そして、傾斜部２３の曲げ剛性Ｊを３６Ｎ・ｍ２以下に設定することで、チップ本体２６と垂直部２４との接触部Ａの破損を抑制できる。厳密にいうと、サセプタ１４が径方向に熱変形する際には、図２の紙面に直交する方向１００のまわりに傾斜部２３を曲げようとする力が発生する。この方向１００まわりの傾斜部２３の曲げ剛性を３６Ｎ・ｍ２以下に設定することで、傾斜部２３の、方向１００まわりの曲げ変形を促進でき、これにより接触部Ａにかかる応力を小さくでき、接触部Ａの破損を抑制できる。なお、方向１００は、傾斜部２３の中心線Ｌ３（図２参照）を面内に包含し且つ鉛直方向に平行な平面で傾斜部２３を切ったときの断面（つまり、図１、図２の断面）に直交し且つ中心線Ｌ３と交わる座標軸を意味する。なお、座標軸１００以外の座標軸（例えば、図２の断面の面内に設定された、中心線Ｌ３と一致した座標軸１０１や、座標軸１００、１０１の両方に直交する座標軸１０２）まわりの曲げ剛性は、３６Ｎ・ｍ２より大きくても良いし、３６Ｎ・ｍ２以下であっても良いが、３６Ｎ・ｍ２以下とすることでより一層、接触部Ａの破損を抑制できる。
【００３６】
図４の例では、Ｘ軸が図２の座標軸１００、Ｙ軸が図２の座標軸１０２としたとき、少なくともＸ軸まわりの曲げ剛性Ｊが３６Ｎ・ｍ２以下に設定される。
【００３７】
また、傾斜部２３の曲げ剛性Ｊは３Ｎ・ｍ２以上に設定される。曲げ剛性が３Ｎ・ｍ２未満の場合には、エピタキシャルウェーハの製造後のアーム部２０に設計位置からのダレが生じ、アーム部２０の耐久性が低下してしまう。すなわち、曲げ剛性Ｊを３Ｎ・ｍ２以上に設定することで、アーム部２０のダレを抑制できる。なお、図２の座標軸１００まわりの曲げ剛性は３Ｎ・ｍ２以上に設定され、それ以外の座標軸１０１、１０２まわりの曲げ剛性も３Ｎ・ｍ２以上に設定される。
【００３８】
本実施形態では、チップ２２をサセプタ凹部１３にクリアランス０〜０．５ｍｍで密接嵌合するようにしたので、サセプタ１４の熱変形によりサセプタ１４が嵌合部の過大なクリアランス内での位置ずれを起こすことを抑制でき、ウェーハ載置位置バラツキを抑制できる。これにより、エピタキシャルウェーハ外周部におけるフラットネスを向上できる。
【００３９】
また、傾斜部２３の曲げ剛性範囲を３〜３６Ｎ・ｍ２としたので、サセプタ１４の熱変形により生ずる応力を傾斜部２３の撓みで緩和でき、これにより、アーム部２０の破損を抑制できる。また、アーム部２０の設計位置からのダレも抑制できる。
【００４０】
なお、図３では、サセプタ凹部１３及びチップ本体２６の形状が長穴状の例を示したが、クリアランスが０〜０．５ｍｍを満たすのであれば、長穴以外の形状（円形、四角形など）であっても良い。また、アーム本体２１の材質は、石英以外の材質であっても良い。チップ２２の材質はＳｉＣ以外であっても良い。
【００４１】
また、傾斜部２３の断面（図２のＩＶ−ＩＶ線での断面）は長方形以外の形状（正方形、円形など）であっても良い。
【００４２】
また、ウェーハＷやエピタキシャル層の種類、導電型、抵抗率等の品質は問わない。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
【００４４】
（比較例１）
サセプタ凹部とチップとのクリアランスを無くし、従来のアーム部（傾斜部の曲げ剛性が６３〜６７Ｎ・ｍ２）を用いて、エピタキシャルウェーハを製造した。このときに使用したエピタキシャルウェーハ製造装置の構成を図１〜図３、図５を参照して説明すると以下の通りである。すなわち、サセプタ１４はカーボン基材にＳｉＣコートが施されて構成される。サセプタ１４は直径３００ｍｍのウェーハ載置用に構成され、すなわちウェーハポケット１２は直径３００ｍｍより若干大きい径に設定される。
【００４５】
サセプタ１４の中心線Ｌ１と、サセプタ凹部１３の中心との距離ｄ１（図１参照）は１７５．２５ｍｍである。サセプタ凹部１３の深さｄ２（図２参照）は１．８ｍｍである。サセプタ凹部１３の平面視での形状は長穴状である（図３参照）。この長穴における長い方の径ｄ３は５．８ｍｍ、短い方の径ｄ４は５．３ｍｍである。
【００４６】
チップ２２はＳｉＣ製である。チップ本体２６の平面視での形状は長穴状である（図３参照）。この長穴における長い方の径ｄ５は５．５ｍｍであり、短い方の径ｄ６は５．１５ｍｍである。つまり、チップ本体２６とサセプタ凹部１３とのクリアランス（図８参照）は０．３ｍｍ（＝５．８ｍｍ−５．５ｍｍ）である。
【００４７】
チップ２２の軸方向の長さｄ８（図２参照）は２４．１ｍｍである。チップ本体２６の軸方向の長さｄ９（図２参照）は１２．７ｍｍである。
【００４８】
アーム本体２１の材質は石英である。垂直部２４の軸方向の長さｄ１０（図５参照）は３６．６ｍｍである。垂直部２４の軸線に直交する平面で切ったときの断面は６．６ｍｍ×８．１ｍｍの長方形状である。また、穴２５（図２参照）の径は２．６ｍｍである。
【００４９】
アーム部２０の個数は３本である。傾斜部２３の水平方向の長さｄ１１（図５参照）は１６９．１５ｍｍである。傾斜部２３の垂直方向の長さｄ１２（図５参照）は６７．６ｍｍである。傾斜部２３の長さｄ１３（図５参照）は１８２．１６ｍｍである。主支柱１８の上端１８ａとサセプタ１４の下面１４ｂの間の距離ｄ１４（図１参照）は９５．１ｍｍである。
【００５０】
傾斜部２３の、中心線Ｌ３に直交する平面で切ったときの断面は長方形状である。傾斜部２３は、図５に示すように、主支柱１８に接続される付け根部２３１と、それ以外の部分２３２（以下、主部という）とを含んで構成される。付け根部２３１は、主支柱１８に近い側から、水平方向の長さｄ１５が２０ｍｍ、垂直方向の長さｄ１６が２０ｍｍである第１部分２３１ａと、傾斜部２３の延設方向における長さｄ１７が１５ｍｍである第２部分２３１ｂとを有する。主部２３２の、座標軸１００（図２参照）まわりの曲げ剛性は６３〜６７Ｎ・ｍ２である。
【００５１】
直径３００ｍｍ、結晶面方位（１００）、抵抗率１０Ωｃｍ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成長させた。エピタキシャル層の膜厚は４μｍ、成長温度は１１３０℃とした。
【００５２】
エピタキシャル成長後にアーム部２０の状態を確認したところ、チップ２２とアーム本体２１との接触部Ａ（図２参照）に破損が確認された。
【００５３】
このように、傾斜部２３の曲げ剛性が大きいと、サセプタ１４が熱変形する際の応力が傾斜部２３の撓みで緩和されず、接触部Ａに集中することで、接触部Ａが破損したものと考えられる。
【００５４】
（実施例１）
そこで、傾斜部２３の主部２３２（図５参照）の、座標軸１００（図２参照）まわりの曲げ剛性を３６Ｎ・ｍ２以下として、比較例１と同じエピタキシャル成長条件でエピタキシャルウェーハを製造した。主部２３２の曲げ剛性以外の構成は比較例１と同じである。エピタキシャル成長後にアーム部２０の状態を確認したところ破損はみられなかった。
【００５５】
以上より、チップ２２とサセプタ凹部１３とのクリアランスを０ｍｍとしたとしても、傾斜部２３の曲げ剛性を３６Ｎ・ｍ２以下とすることで、アーム部２０の破損を抑制できることが分かった。
【００５６】
なお、実施例１で使用したチップ本体の径及びサセプタ凹部の径の公差の範囲内でクリアランスが最大となる場合が０．５ｍｍである。したがって、クリアランスが厳密に０ｍｍでなくても、０．５ｍｍ以下であれば公差の範囲内であるとして、クリアランスが０ｍｍのときと同様の効果が得られると考えられる。
【００５７】
（比較例２）
傾斜部２３の主部２３２の曲げ剛性をさらに低下させて、座標軸１００まわりの曲げ剛性を３Ｎ・ｍ２未満として、実施例１、比較例１と同じエピタキシャル成長条件でエピタキシャルウェーハを製造した。主部２３２の曲げ剛性以外の構成は実施例１、比較例１と同じである。エピタキシャル成長後にアーム部２０の状態を確認したところ、アーム部２０に設計位置からのダレが生じ、耐久性に問題があった。
【００５８】
実施例１、比較例１、２より、傾斜部２３の曲げ剛性の適正範囲は３〜３６Ｎ・ｍ２であることが分かった。
【００５９】
（比較例３）
図６に示す従来のアーム本体３３と、従来のチップ３４とを用いた場合における、サセプタの変位量及びウェーハの載置ズレ量（ウェーハ中心とウェーハポケットの中心とのズレ量）を測定した。アーム本体３３は、比較例１で使用したアーム本体と同じである。図７に示すように、サセプタ凹部３２の平面視での形状は径が５．８ｍｍ×５．３ｍｍの長穴状である。チップ３４の平面視での形状は径が５．１５ｍｍの円形である。したがって、チップ３４とサセプタ凹部３２とのクリアランスは０．６５ｍｍである。チップ３４の形状、チップ３４とサセプタ凹部３２とのクリアランス以外のエピタキシャルウェーハ成長装置の構成は、比較例１と同じである。
【００６０】
比較例１と同じエピタキシャル成長条件でエピタキシャルウェーハを製造した。このとき、エピタキシャル成長中のウェーハ及びサセプタをカメラで撮影して、その撮影画像に基づいて、サセプタ変位量及びウェーハ載置ズレ量を求めた。サセプタ変位量は、サセプタ回転中心（図１の例では主支柱１８の中心線Ｌ２の位置）に対するサセプタ中心（図１の例ではサセプタ１４の中心線Ｌ１の位置）の距離として求めた。また、ウェーハの載置ズレ量ΔＥは、ウェーハ中心とウェーハポケットの中心とが一致しているときのウェーハエッジ部分とウェーハポケットのエッジ部分との間隔Ｅ１に対する、実際のウェーハエッジ部分とウェーハポケットのエッジ部分との間隔Ｅ２のズレ量（つまりΔＥ＝Ｅ２−Ｅ１）として求めた。
【００６１】
（実施例２）
傾斜部２３の主部２３２（図５参照）の、座標軸１００（図２参照）まわりの曲げ剛性が６Ｎ・ｍ２、それ以外は実施例１と同じ構成のエピタキシャルウェーハ成長装置を用いて、比較例１と同じエピタキシャル成長条件でエピタキシャルウェーハを製造した。そして、比較例３と同様にして、サセプタ変位量及びウェーハの載置ズレ量を測定した。
【００６２】
比較例３、実施例２の結果を表１に示す。なお、表１において、「ｎ」は、実験の回数を示している。「ｍａｘ」は、ｎ回の実験で得られた結果（サセプタ変位量、載置ズレ量）のうち最大値を示している。「ａｖｇ」はｎ回の実験で得られた結果の平均値を示している。「ｓｔｄｅｖ」はｎ回の実験で得られた結果の標準偏差を示している。
【００６３】
【表１】
2018041778.tif 000003
【００６４】
表１に示すように、実施例２のほうが、比較例３よりも、サセプタ変位量及び載置ズレ量が減少している。また、実施例２の載置ズレ量のｓｔｄｅｖ（ウェーハ載置位置のバラツキ）は、比較例３のそれよりも小さくなっている。
【００６５】
以上より、チップとサセプタ凹部とのクリアランスを無くし、且つ、傾斜部の曲げ剛性を小さくすることで、サセプタ変位量、ウェーハ載置ズレ量及びウェーハ載置位置バラツキが抑制されることが確認できた。
【００６６】
なお、上記実施例で用いたエピタキシャルウェーハ成長装置の構成（各部の材質や長さ）と異なるエピタキシャルウェーハ成長装置であっても、チップとサセプタ凹部とのクリアランスが０〜０．５ｍｍの範囲にあり、且つ、傾斜部の曲げ剛性が３〜３６Ｎ・ｍ２の範囲にあれば、サセプタの熱変形により生じた応力を傾斜部の撓みで緩和できるので、ウェーハ載置位置のバラツキを抑制できることに加えて、アーム部の破損も抑制できる。
【００６７】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであったとしても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６８】
１  枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置
１２  ウェーハポケット
１３  サセプタ凹部
１４  サセプタ
１６  サポートシャフト
１８  主支柱
２０  アーム部
２１  アーム本体
２２  チップ
２３  傾斜部
２４  垂直部
【図１】
2018041778.tif 000004
【図２】
2018041778.tif 000005
【図３】
2018041778.tif 000006
【図４】
2018041778.tif 000007
【図５】
2018041778.tif 000008
【図６】
2018041778.tif 000009
【図７】
2018041778.tif 000010
【図８】
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