(57)【要約】【課題】  堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することのできるサセプタ及び製造装置の提供。【解決手段】オリエンテーションフラット４２を有するウェハ４０を収容可能なポケット２２を備え、前記ポケット２２は、前記ウェハ４０のうち前記オリエンテーションフラット４２の外周に沿って形成された内壁部２４を有し、前記内壁部２４の一部には、前記ポケット２２の上方から見て前記ポケット２２の中心から外側方向に凹んだ凹部２８が形成され、前記凹部２８には、前記ウェハ４０の厚みより小さい高さの段差部３０が形成されているサセプタ。【選択図】  図５
2015026793.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、
前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、
前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、
前記凹部には、前記ウェハの厚みより小さい高さの段差部が形成されていることを特徴とするサセプタ。
【請求項２】
オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、
前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、
前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、
前記凹部の内壁部は、前記ポケットの中心から外側方向に向かって傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴とするサセプタ。
【請求項３】
オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、
前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、
前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、
前記凹部のうち、前記内壁部の平坦部分との境界に位置する角部は、傾斜面となっていることを特徴とするサセプタ。
【請求項４】
前記凹部は、前記内壁部の中心軸に対し対称となる位置に、１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項５】
前記内壁部の中心軸から前記凹部の手前側の角部までの距離をＬｉ、前記内壁部の中心軸から前記凹部の奥側の角部までの距離をＬｏ、前記ウェハの加工誤差を含めた半径のうち最大のものをＲｗｍａｘ、最小のものをＲｗｍｉｎ、前記ポケットの半径をＲｐ、前記ポケットの中心から前記内壁部までの距離をＨｐ、前記ウェハのうち前記凹部に侵入可能な部分の直径方向の長さをｄとした場合に、前記凹部は、Ｌｉ及びＬｏが、
Ｌｉ＜√（（２・Ｒｗｍｉｎ−Ｒｐ−ｄ）２−Ｈｐ２）
Ｌｏ＞√（（２・Ｒｗｍａｘ−Ｒｐ）２−Ｈｐ２）
の関係をそれぞれ充足する位置に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項６】
前記ウェハの前記オリエンテーションフラットの長さをＬｆとした場合に、前記凹部は、
Ｌｏ−Ｌｉ＜Ｌｆ／４
の関係を充足するように形成されていることを特徴とする請求項５に記載のサセプタ。
【請求項７】
前記ウェハが前記段差部、前記傾斜部、または前記傾斜面と接する位置における接線と、前記ポケットの底面とのなす角度をαとした場合に、前記凹部は、
１０°≦α≦８０°
の関係を充足するように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項８】
前記段差部の高さをｈ、前記ウェハの半径をＲｗとした場合に、前記凹部は、
ｈ≧Ｒｗ／５００
の関係を充足するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
【請求項９】
前記ポケットを複数備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のサセプタ。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のサセプタを備えた半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造工程にて用いられるサセプタと、当該サセプタを備えた製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハを収容可能なサセプタを備えた半導体の製造装置が知られている。例えば、半導体結晶の成長工程においては、サセプタ内のポケットにウェハを収容し、サセプタを自転・公転・あるいは自公転させながら、ウェハ上に結晶成長を行う。ここで、ウェハがオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」と称する）を有する形状の場合、ウェハのＯＦとポケットの内壁との間に堆積物が発生する。その結果、ウェハと堆積物の接触によりパーティクルが発生したり、堆積物にウェハが乗り上げて温度分布が悪化したりする場合がある。そこで、上記堆積物の発生を低減するために、サセプタのポケット形状を様々に工夫した技術が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、ポケットの形状をウェハと相似形とすることで、堆積物の発生を低減した技術が開示されている。特許文献２には、ＯＦと接触するポケット内壁の一部に切欠部を設け、ウェハの引っ掛かりを抑制した技術が開示されている。特許文献３には、ポケット外周部に段差を設け、１００μｍ程度に達するようなエピ成長を行う場合、サセプタ内周面とウェハ外周面に跨った析出物によるウェハの固着を抑制した技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８６１０５号公報
【特許文献２】特開平５−０２９２３０号公報
【特許文献３】特開２００４−３２７７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、サセプタの回転に伴う慣性力によりウェハがポケット内で回転した場合に、ウェハにおけるＯＦの角部が、ポケットの内壁に引っ掛かり固定されてしまう場合がある。特許文献２に記載の技術においても、ウェハにおけるＯＦ部分が、ポケットにおける切欠部の角部に引っ掛かり固定されてしまう場合がある。ウェハが固定された場合、これを外すためには力を加える必要があるが、このときウェハに欠けや割れが生じてしまう場合がある。ウェハの固定は、サセプタとウェハとの間に熱膨張係数差がある場合に特に生じやすい。
【０００６】
特許文献３に記載の技術では、ポケット外周部に形成された段差により、ウェハの外周とポケット外周との間に隙間が生じ、当該隙間に発生した堆積物が、ウェハの下方に入り込んでしまう場合がある。このように、従来の半導体の製造装置では、堆積物の発生の低減と、ウェハの引っ掛かりの抑制とを両立させることが難しかった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することのできるサセプタ及び当該サセプタを備えた製造装置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】
【０００８】
本発明は、オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、前記凹部には、前記ウェハの厚みより小さい高さの段差部が形成されていることを特徴とするサセプタである。
【０００９】
本発明は、オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、前記凹部の内壁部は、前記ポケットの中心から外側方向に向かって傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴とするサセプタである。
【００１０】
本発明は、オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、前記凹部のうち、前記内壁部の平坦部分との境界に位置する角部は、傾斜面となっていることを特徴とするサセプタである。
【００１１】
上記構成において、前記凹部は、前記内壁部の中心軸に対し対称となる位置に、１つずつ設けられている構成とすることができる。
【００１２】
上記構成において、前記内壁部の中心軸から前記凹部の手前側の角部までの距離をＬｉ、前記内壁部の中心軸から前記凹部の奥側の角部までの距離をＬｏ、前記ウェハの加工誤差を含めた半径のうち最大のものをＲｗｍａｘ、最小のものをＲｗｍｉｎ、前記ポケットの半径をＲｐ、前記ポケットの中心から前記内壁部までの距離をＨｐ、前記ウェハのうち前記凹部に侵入可能な部分の直径方向の長さをｄとした場合に、前記凹部は、Ｌｉ及びＬｏが、Ｌｉ＜√（（２・Ｒｗｍｉｎ−Ｒｐ−ｄ）２−Ｈｐ２）、Ｌｏ＞√（（２・Ｒｗｍａｘ−Ｒｐ）２−Ｈｐ２）、の関係をそれぞれ充足する位置に形成されている構成とすることができる。
【００１３】
上記構成において、前記ウェハの前記オリエンテーションフラットの長さをＬｆとした場合に、前記凹部は、Ｌｏ−Ｌｉ＜Ｌｆ／４、の関係を充足するように形成されている構成とすることができる。
【００１４】
上記構成において、前記ウェハが前記段差部、前記傾斜部、または前記傾斜面と接する位置における接線と、前記ポケットの底面とのなす角度をαとした場合に、前記凹部は、１０°≦α≦８０°、の関係を充足するように形成されている構成とすることができる。
【００１５】
上記構成において、前記段差部の高さをｈ、前記ウェハの半径をＲｗとした場合に、前記凹部は、ｈ≧Ｒｗ／５００、の関係を充足するように形成されている構成とすることができる。
【００１６】
上記構成において、前記ポケットを複数備える構成とすることができる。
【００１７】
本発明は、上記いずれかに記載のサセプタを備えた半導体装置の製造装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るサセプタ及び製造装置によれば、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。
【図２】第２の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。
【図３】第３の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。
【図４】第３の比較例の変形例に係るサセプタの構成を示す図である。
【図５】第４の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。
【図６】実施例１に係る半導体製造装置の構成を示す図である。
【図７】実施例１に係るサセプタの構成を示す図である。
【図８】凹部の位置及び寸法について説明するための図である。
【図９】実施例２に係るサセプタの構成を示す図である。
【図１０】実施例３に係るサセプタの構成を示す図である。
【図１１】実施例４に係るサセプタの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
最初に、比較例に係るサセプタの構成について説明する。
（比較例１）
【００２１】
図１は、第１の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図１（ａ）及び図１（ｃ）は、それぞれサセプタの上方から見た平面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ’線、図１（ｄ）は図１（ｃ）のＢ−Ｂ’線に、それぞれ沿った断面図である。
【００２２】
サセプタ８０は、半導体装置の製造工程において、ウェハ９０を保持するための装置であり、ウェハ９０の厚み方向に形成された凹部構造（以下、「ポケット」と称する）８２を有する。ウェハ９０には、結晶方位を識別するためのオリエンテーションフラット（ＯＦ）９２が形成されている。ウェハ９０の上方から見た平面形状は、ＯＦ９２の部分を除き略円形であり、ポケット８２の平面形状もウェハ９０に合わせて略円形となっている。サセプタ８０は、自転・公転または自公転により回転する。このとき、ポケット８２に収容されたウェハ９０も、サセプタの回転に伴い回転する。これにより、ウェハ９０の表面に対し、均一に半導体層を成長させることや、均一な熱処理を行うことが可能となる。
【００２３】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ＯＦ９２が形成されたウェハ９０を、円形のポケット８２に収容して、半導体結晶の成長等を行う場合、ＯＦ９２とポケット８２の内壁８４との間に存在する隙間に、堆積物９４が発生する。ここで、図１（ｃ）及び（ｄ）に示すように、サセプタ８０の回転が停止すると、慣性によりウェハ９０が回転して堆積物９４に乗り上げてしまう場合がある。これにより、ウェハ９０の温度分布が悪化したり、ウェハ９０と堆積物９４との接触によるパーティクルが発生する等といった問題が生じうる。
（比較例２）
【００２４】
図２は、第２の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図２（ａ）及び図２（ｃ）は、それぞれサセプタの上方から見た平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’線、図２（ｄ）は図２（ｃ）のＣ−Ｃ’線に、それぞれ沿った断面図であり、図２（ｅ）は図２（ｄ）の一部（ウェハとポケット内壁の接触部分）を拡大した断面図である。
【００２５】
図２（ａ）及び（ｃ）に示すように、第２の比較例では、ポケット８２の平面形状がウェハ９０と相似形となっている。これにより、ＯＦ９２においてもポケット８２の内壁８４との距離が小さくなり、堆積物が発生しづらくなっている。
【００２６】
しかし、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すように、サセプタ８０の回転が停止すると、慣性によりウェハ９０が移動（回転・並進等）し、ポケット８２の内壁８４に引っ掛かってしまう場合がある。図２（ｃ）及び（ｄ）では、ウェハ９０におけるＯＦ９２の角部Ｑと、当該角部Ｑとウェハ９０の中心を挟んで反対側の外周に位置する接点Ｐとが、内壁８４との接点となっている。ここで、直線ＰＱは、ウェハ９０の中心及びポケット８２の中心Ｏを通る直線であることから、ウェハ９０及びポケット８２は点Ｐにおいて共通接線を有する。その結果、ウェハ９０は、点Ｑを中心として点Ｐを動かす回転運動が制限される。また、図２（ｅ）に示すように、ウェハ９０の外周９６は平坦となっており、ポケット８２の内壁８４に接しているため、ウェハ９０は、点Ｐを中心として点Ｑを上下方向に動かす運動も制限される。
【００２７】
上記のようにウェハ９０がポケット８２に引っ掛かった場合、これを取り外すために力を加える必要があるが、このときウェハ９０に欠けや割れが生じてしまうといった問題が生じうる。ウェハ９０の固定は、サセプタ８０とウェハ９０との間に熱膨張係数差がある場合に特に生じやすい。
（比較例３）
【００２８】
図３は、第３の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図３（ａ）及び図３（ｃ）は、それぞれサセプタの上方から見た平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線、図３（ｄ）は図３（ｃ）のＣ−Ｃ’線に、それぞれ沿った断面図であり、図３（ｅ）は図３（ｄ）の一部（ウェハとポケット内壁の接触部分）を拡大した断面図である。
【００２９】
図３（ａ）及び（ｃ）に示すように、第３の比較例では、ポケット８２の内壁８４のうち、ウェハ９０のＯＦ９２に沿った部分に突出部８６が形成されている。突出部８６の両端は、ポケット８２の上方から見て、ウェハ９０と反対側に凹んだ切欠部８８となっており、ＯＦの角部Ｑがポケット８２の突出部８６と接触しないように設定されている。これにより、比較例２のように、ウェハ９０が角部Ｑによりポケット８２に引っ掛かかることを抑制することができる。
【００３０】
しかし、図３（ｃ）及び（ｄ）に示すように、この場合でもウェハ９０のＯＦ９２上の点Ｑ’が、突出部８６の角部と接触し、ウェハ９０が固定されてしまう場合がある。このとき、点Ｑ’とウェハ９０の中心を挟んで反対側の外周に位置する点Ｐ’とが、内壁８４との接点となっている。ここで、直線Ｐ’Ｑ’は、ウェハ９０の中心及びポケット８２の中心Ｏを通る直線であることから、ウェハ９０及びポケット８２は点Ｐ’において共通接線を有する。その結果、ウェハ９０は、点Ｑ’を中心として点Ｐ’を動かす回転運動が制限される。また、図３（ｅ）に示すように、ウェハ９０のＯＦ９２は劈開加工により平坦となっており、ポケット８２の内壁８４に接しているため、ウェハ９０は、点Ｐ’を中心として点Ｑ’を上下方向に動かす運動も制限される。以上のように、第３の比較例においても、第２の比較例と同じく、ウェハ９０がポケット８２に引っ掛かるという問題が生じうる。
【００３１】
図４は、第３の比較例の変形例を示す図である。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、それぞれサセプタの上方から見た平面図であり、突出部８６の形状を様々に変化させたものである。図４（ａ）は、突出部８６の平面形状が略三角形であり、且つウェハ９０におけるＯＦ９２の角部Ｑと接している例である。図４（ｂ）は、突出部８６の平面形状が略三角形であり、且つウェハ９０におけるＯＦ９２上の点Ｑ’と接している例である。図４（ｃ）は、突出部８６の平面形状が略円形であり、且つウェハ９０におけるＯＦ９２上の点Ｑ’と接している例である。図４（ｄ）は、突出部８６の平面形状が略円弧形であり、且つウェハ９０におけるＯＦ９２上の点Ｑ’と接している例である。
【００３２】
上記変形例のいずれにおいても、ウェハ９０のＯＦ９２上の点Ｑ（Ｑ’）と、ウェハ９０の中心を挟んで反対側に位置する点Ｐ（Ｐ’）とにより、ウェハ９０がポケット８２の内壁８４に引っ掛かる場合がある。
（比較例４）
【００３３】
図５は、第４の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図５（ａ）は、サセプタの上方から見た平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。図５（ｃ）は、ウェハにおけるＯＦの角部付近を拡大した平面図であり、図５（ｄ）は、当該角部付近のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。図５（ｅ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面のうち、ＯＦ付近を拡大して示した図である。
【００３４】
図５（ａ）〜（ｅ）に示すように、第４の比較例では、ポケット８２の内壁８４に沿って段差部８９が形成されている。図５（ｄ）に示すように、ウェハ９０は、段差部８９によって内壁８４との直接の接触が妨げられている。更に、ウェハ９０が段差部８９に接触しても、上下方向の移動は妨げられないため、比較例２〜３のようにウェハ９０がポケット８２に引っ掛かることもない。
【００３５】
しかし、図５（ｅ）に示すように、ＯＦ９２と内壁８４との間には、段差部８９を隔てているために大きな隙間が生じている。その結果、当該隙間に堆積物が発生し、ウェハ９０の裏側に回り込むなどして、製造工程に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００３６】
以上のように、比較例に係る半導体の製造装置においては、堆積物の発生の低減と、ウェハの引っ掛かりの抑制とを両立させることが難しい。以下の実施例では、上記の課題を解決可能なサセプタ及び製造装置について説明する。
【実施例１】
【００３７】
図６は、実施例１に係る半導体製造装置の全体模式図である。本実施例では、半導体の成長装置１００を例に説明を行う。成長装置１００は、ウェハを外界と隔離するための筐体１０を備え、筐体１０には原料ガスの投入口１２及び排気口１４がそれぞれ設けられている。筐体１０内には、支持部１６により支持されたサセプタ２０が収容され、サセプタ２０の上部に設けられたポケット２２には、ウェハ４０が搭載されている。支持部１６が回転することにより、その上に支持されたサセプタ２０も回転する。
【００３８】
サセプタ２０は、半導体装置の製造工程において、ウェハ４０を保持するための装置であり、ウェハ４０の厚み方向に形成された凹部構造（以下、「ポケット」と称する）２２を有する。ウェハ４０には、結晶方位を識別するためのオリエンテーションフラット（ＯＦ）４２が形成されている。ウェハ４０の上方から見た平面形状は、ＯＦ４２の部分を除き略円形であり、ポケット２２の平面形状もウェハ４０に合わせて略円形となっている。サセプタ２０は、支持部１６の回転に伴い、自転・公転または自公転により回転する。このとき、ポケット２２に収容されたウェハ４０も、サセプタ２０の回転に伴い回転する。これにより、ウェハ４０の表面に対し、均一に半導体層を成長させることや、均一な熱処理を行うことが可能となる。
【００３９】
サセプタ２０には、例えば、カーボン、ＳｉＣコーティングを施したカーボン、ＡｌＮの焼結体、ＳｉＣの焼結体などを用いることができる。ウェハ４０には、例えば、Ｓｉ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮなどを用いることができる。
【００４０】
図７は、実施例１に係るサセプタの構成を示す図である。図７（ａ）は、サセプタの上方から見た平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。図７（ｃ）及び（ｄ）は、ウェハにおけるＯＦの角部付近を拡大した平面図であり、図７（ｃ）は平面図、図７（ｄ）は断面図となっている。図７（ｅ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面のうち、ウェハの外周部付近を拡大して示した断面図である。
【００４１】
図７（ａ）に示すように、サセプタ２０のポケット２２には、ＯＦ４２を有するウェハ４０が収納されている。サセプタ２０の内壁は、ウェハ４０のＯＦ４２に沿って形成された第１内壁部２４と、ウェハ４０のその他の部分に沿って形成された第２内壁部２６とから構成されている。すなわち、第１内壁部２４は、第２内壁部２６よりも中心側に位置する。第１内壁部２４には、第１内壁部２４の中心軸（Ａ−Ａ’線）を基準に対称となる位置に、凹部２８が１つずつ形成されている。凹部２８は、ポケット２２の上方から見て、ウェハ４０と反対側（すなわち、ポケット８２の中心から外側方向）に凹むように形成されている。
【００４２】
図７（ａ）は、サセプタ２０の停止後にウェハ４０が回転・並進等により移動した状態を示す図であり、例えば比較例２の図２（ｃ）に相当する。ウェハ４０の中心をＯｗ、ポケット２２の中心をＯｐでそれぞれ示す。比較例と同じく、ポケット２２及びウェハ４０は、ウェハ４０におけるＯＦ４２の角部Ｑで接すると共に、ウェハ４０の中心Ｏｗと反対側の点Ｐにおいても互いに接している。このとき、点ＰＱを結ぶ直線Ｃ−Ｃ’は、ウェハ４０の中心Ｏｗ及びポケット２２の中心Ｏｐの双方を通る。これにより、ウェハ４０及びポケット２２は、点Ｐにおいて共通接線を有する構成となっており、点Ｐを中心として点Ｑを動かす回転運動が制限されている。
【００４３】
図７（ｄ）に示すように、凹部２８には段差部３０が形成されている。段差部３０は、ウェハ４０の厚みよりも小さい高さに形成され、ウェハ４０が段差部３０の先端に接触した際に乗り上げられるようになっている。これにより、ウェハ４０及びポケット２２が共通接線を有する点Ｐで接触することとなった場合でも、点Ｐを中心としてウェハを上下方向（矢印方向）に動かすことにより、ウェハ４０の引っ掛かりを簡単に解消することができる。
【００４４】
また、図７（ｅ）に示すように、ポケット２２の内壁のうち凹部２８が形成された領域以外の内壁においては、段差部３０が形成されていないため、ウェハ４０の外周部４４が第２内壁部２６の近くまで接近している。これにより、ポケット２２の内壁とウェハ４０との間に堆積物が発生することを抑制することができる。
【００４５】
以上のように、実施例１に係る成長装置によれば、ウェハ４０のＯＦ４２に沿った第１内壁部２４に凹部２８を形成し、当該凹部２８に段差部３０を形成することにより、比較例２及び３に比べ、ウェハ４０の引っ掛かりを抑制することができる。本構成によれば、ウェハ４０とサセプタ２０との間に熱膨張係数差がある場合でも、ウェハ４０の引っ掛かりを抑制することができる。また、当該凹部２８以外には段差部３０を形成しないことにより、比較例１及び４に比べ、堆積物の発生を抑制することができる。従って、堆積物がウェハ４０の裏側に回り込むことによる弊害（温度分布の悪化等）を抑制することができる。このように、実施例１に係る成長装置によれば、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。
【００４６】
次に、ポケット２２の形成位置及び寸法について詳細に説明する。
【００４７】
図８は、ポケットの形成位置及び寸法を説明するための図である。図８（ａ）はウェハ４０の上面図、図８（ｂ）はポケット２２の上面図である。図８（ｃ）はウェハ４０におけるＯＦ４２の角部付近の上面拡大図であり、図７（ｃ）に対応する。図８（ｄ）は同じく角部付近の断面拡大図であり、図７（ｄ）に対応する。図８では、図面を見易くするために、各部材の符号の表示を一部省略している。
【００４８】
図８（ａ）に示すように、ウェハ４０の中心をＯｗ、半径をＲｗ、中心ＯｗからＯＦ４２までの距離をＨｗ、中心Ｏｗからの垂線がＯＦ４２と交差する位置からＯＦ４２の終端部（角部）までの距離をＬｗとする。同様に、図８（ｂ）において、ポケット２２の中心をＯｐ、半径をＲｐ、中心Ｏｐから第１内壁部２４までの距離をＨｐとする。また、中心Ｏｐからの垂線が第１内壁部２４と交差する位置を起点として、ポケット２２の手前側の角部までの距離をＬｉ、奥側の角部までの距離をＬｏ、第１内壁部２４の終端部（角部）までの距離をＬｐとする。更に、図８（ｄ）に示すように、段差部３０の高さをｈ、ウェハ４０のうち段差部３０に乗り上げ可能な部分の長さ（すなわち、凹部２８に侵入可能な部分の直径方向の長さ）をｄとし、段差部３０とウェハ４０の接点における接線方向と、ポケット２２の底面の成す角をαとする。
【００４９】
ここで、ウェハ４０がポケット２２に収容されるための条件は、
Ｒｐ＞Ｒｗ  ………………………（式１）
Ｒｐ＋Ｈｐ＞Ｒｗ＋Ｈｗ  ………（式２）
となる。
【００５０】
更に、Ｌｉ・Ｌｏ・Ｌｐの起点（中心Ｏｐからの垂線が第１内壁部２４と交差する位置）から、ウェハ４０が引っ掛かる位置までの距離をＬとした場合に、凹部２８にてウェハ４０が引っ掛かる場合のＬの値（Ｌ１とする）は、
（２・Ｒｗ−Ｒｐ−ｄ）２＝Ｈｐ２＋Ｌ１２  ………（式３）
となり、凹部２８以外においてウェハ４０が引っ掛かる場合のＬの値（Ｌ２とする）は、
（２・Ｒｗ−Ｒｐ）２＝Ｈｐ２＋Ｌ２２  ……………（式４）
となる。
【００５１】
よって、凹部２８の位置は、
Ｌｉ＜Ｌ１  ………………………（式５）
Ｌｏ＞Ｌ２  ………………………（式６）
となる。
【００５２】
また、図７（ａ）に示すように、ＰＱを通る直線Ｃ−Ｃ’と、第１内壁部２４の平坦部分のなす角をθとした場合、凹部２８に必要な奥行きｗの長さは、
ｗ＞ｄ・ｓｉｎθ  ……………（式７）
と表すことができ、上記θは、
ｔａｎθ＝Ｈｐ／Ｌ１  ………（式８）
の関係式から求めることができる。
【００５３】
なお、ウェハ４０の半径の加工誤差範囲をＲｗｍｉｎ≦Ｒｗ≦Ｒｗｍａｘとすると、式３及び式４は、
（２・Ｒｗｍｉｎ−Ｒｐ−ｄ）２＝Ｈｐ２＋Ｌ１２  ………（式９）
（２・Ｒｗｍａｘ−Ｒｐ）２＝Ｈｐ２＋Ｌ２２  ……………（式１０）
と書き改めることができる。上記式９により求められるＬ１をＬ１ｍｉｎ、式１０により求められるＬ２をＬ２ｍａｘとすると、式５及び式６は、
Ｌｉ＜Ｌ１ｍｉｎ  ………………………（式１１）
Ｌｏ＞Ｌ２ｍａｘ  ………………………（式１２）
と書き改めることができる。
【００５４】
結局、式９及び式１０を、式１１及び式１２に代入すると、凹部２８の位置は、
Ｌｉ＜√（（２・Ｒｗｍｉｎ−Ｒｐ−ｄ）２−Ｈｐ２）  …………（式１３）
Ｌｏ＞√（（２・Ｒｗｍａｘ−Ｒｐ）２−Ｈｐ２）  ………………（式１４）
を満たすように設定すべきことが分かる。また、凹部２８の開口長（Ｌｏ−Ｌｉ）は、ウェハ４０の裏面へのガスの回り込みを少なくする観点から、なるべく小さいほうが好ましい。具体的には、ウェハ４０のＯＦ長をＬｆとした場合に、以下の関係式を満たすようにすることが好ましい。
Ｌｏ−Ｌｉ＜Ｌｆ／４  …………………（式１５）
【００５５】
次に、段差部３０の高さｈについては、ウェハ４０の厚みの２分の１未満とすることが好ましい。また、サセプタ２０を回転させる際の加速度が大きいと、ウェハ４０と段差部３０が接触した際に、ウェハ４０が段差部３０の上に乗り上げてしまう場合がある。これを抑制するために、例えばπ／１０［ｒａｄ／ｓｅｃ］で加速する装置においては、以下の関係式を満たすようにすることが好ましい。
ｈ≧Ｒｗ／５００  ………………………（式１６）
【００５６】
次に、図８（ｄ）に示す角α（段差部３０とウェハ４０の接点における接線方向と、ポケット２２の底面の成す角）については、以下の関係式を満たすことが好ましい。
１０°≦α≦８０°  ……………………（式１７）
これにより、ウェハ４０の側面に加工ムラがあった場合でも、ウェハ４０の段差部３０における引っ掛かりを抑制することができる。また、上記αの範囲は、更に下記の関係式を満たすことがより好ましい。
３０°≦α≦６０°  ……………………（式１８）
【００５７】
なお、実施例１では、第１内壁部２４上における左右対称な位置に、凹部２８が２つ形成された構成を例に説明を行ったが、当該凹部は１つであってもよい。ただし、ウェハ４０とサセプタ２０との引っ掛かりは、サセプタ２０の回転開始時と回転終了時の双方において生じる可能性があり、その際のウェハ４０の（相対的な）回転方向は逆方向となる。従って、実施例１のように、２箇所に凹部２８を設ける構成の方がより好ましい。
【実施例２】
【００５８】
実施例２は、凹部の形状を変更した例（その１）である。
【００５９】
図９は、実施例２に係るサセプタの構成を示す図である。図９（ａ）は、サセプタの上方から見た平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。図９（ｃ）〜（ｅ）は、ウェハにおけるＯＦの角部付近を拡大した平面図であり、図９（ｃ）は平面図、図９（ｄ）は図９（ｃ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図、図９（ｅ）は図９（ｃ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【００６０】
図９（ｃ）〜（ｅ）に示すように、実施例２に係るサセプタの凹部には、段差部の代わりに傾斜部３２が形成されている。傾斜部３２は、ウェハ４０側且つポケット２２の底面側から、ウェハ４０と反対側（すなわち、ポケット８２の中心から外側方向）且つポケット２２の開口側に向かって傾斜するように形成されている。ウェハ４０の外周は、傾斜部３２に接触することにより、上方向（矢印方向）への移動が可能となる。これにより、実施例１と同様に、ウェハ４０及びポケット２２が共通接線を有する点Ｐで接触することとなった場合でも、ウェハ４０の引っ掛かりを簡単に解消することができる。
【００６１】
なお、図９（ｄ）に示すように、ウェハ４０と傾斜部３２の接線方向と、ポケット２２の底面のなす角αは、実施例１の場合と同じく、式１７の条件（１０°≦α≦８０°）を満たすことが好ましく、式１８の条件（３０°≦α≦６０°）を満たすことが更に好ましい。そのためには、図９（ｅ）に示すＢ−Ｂ’断面上の傾斜角γを、所定の値に設定することによりαの値を調節すればよい。当該γとαの間には、以下の関係式が成立する。
ｔａｎα＝ｃｏｓθ・ｔａｎγ  ……………（式１９）
【００６２】
以上のように、実施例２に係る成長装置においても、実施例１と同様に、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。なお、実施例２では、傾斜部３２を平面状とした例について説明したが、傾斜部３２の形状はこれに限られるものではなく、上記のαが所定値以内に収まるものであれば、曲面その他の形状とすることが可能である。
【実施例３】
【００６３】
実施例３は、凹部の形状を変更した例（その２）である。
【００６４】
図１０は、実施例３に係るサセプタの構成を示す図である。図１０（ａ）は、サセプタの上方から見た平面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。図１０（ｃ）は凹部付近の斜視図であり、図１０（ｄ）は図１０（ｃ）の凹部を垂直方向（Ｚ方向）から見た平面図、図１０（ｅ）は図１０（ｃ）の凹部を水平方向（Ｘ方向）から見た平面図である。
【００６５】
図１０（ｃ）に示すように、サセプタ２０の凹部２８のうち、第１内壁部２４の平坦部分との境界に位置する角部には面取りが施され、ウェハ４０と接触する領域が傾斜面３４となっている。図１０（ｃ）及び（ｅ）に示すように、傾斜面３４は、開口部の上端から、ポケット２２の底面まで延在するように形成されており、その傾斜角はαとなっている。
【００６６】
実施例３に係る成長装置によれば、比較例３（図３（ｃ））または比較例４（図４（ｂ）〜（ｄ））のように、ウェハ４０のＯＦ４２上の点が凹部２８の角部に引っ掛かった場合に、ＯＦ４２と凹部２８とが傾斜面３４にて接触することで、ウェハ４０を上方向に外すことができる。これにより、実施例１と同様に、ウェハ４０及びポケット２２が共通接線を有する点Ｐで接触することとなった場合でも、ウェハ４０の引っ掛かりを簡単に解消することができる。なお、傾斜面３４の傾斜角αについては、実施例１〜２と同じく、式１７の条件（１０°≦α≦８０°）を満たすことが好ましく、式１８の条件（３０°≦α≦６０°）を満たすことが更に好ましい。
【００６７】
実施例３では、凹部２８の角部に形成された傾斜面が、ポケット２２の底面まで到達する構成となっているが、当該傾斜面３４はウェハ４０のＯＦ４２部分よりも低い高さまで形成されていれば、同様の効果を奏することが可能である。ただし、傾斜面３４をポケット２２の底面まで形成することで、ウェハ４０の種類を問わず、上記の効果を奏することが可能となるため好ましい。
【００６８】
また、実施例３に係る成長装置では、凹部２８に段差部または傾斜部は形成されていないが、これらを同時に備える構造とすることも可能である。以上のように、実施例３に係る成長装置においても、実施例１〜２と同様に、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。
【実施例４】
【００６９】
実施例４は、サセプタを複数有する成長装置の例である。
【００７０】
図１１は、実施例４に係る成長装置の構成を示す図である。図１１（ａ）に示すように、支持台１８上には、多数のサセプタ２０が形成されている。これらのサセプタ２０は、実施例１〜３で述べたいずれかの凹部２８と同様の構成を有するものである。図１１（ａ）では、サセプタ２０のＯＦ部が外側を向いているが、図１１（ｂ）では内側を向いている点が異なる。
【００７１】
実施例４に係る成長装置によれば、複数のサセプタを備えることにより、複数の半導体装置をまとめて製造することができ、製造効率を高めることができる。また、このような構成のサセプタにおいても、ウェハの回転による引っ掛かり及び堆積物発生の問題が生じうるが、実施例１〜３に係るいずれかのサセプタの構成を採用することにより、当該引っ掛かりを抑制し、堆積物の発生を低減することができる。
【００７２】
実施例１〜４では、半導体の製造装置として半導体結晶の成長装置１００を例に説明を行ったが、上述したサセプタ２０の構成は、他の製造装置（例えば、絶縁膜形成のためのＣＶＤ（Chemical vapor deposition）装置、ウェハの熱処理装置等）においても同様に採用することが可能である。
【００７３】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０      筐体
１２      投入口
１４      排気口
１６      支持部
１８      支持台
２０      サセプタ
２２      ポケット
２４      第１内壁部
２６      第２内壁部
２８      凹部
３０      段差部
３２      傾斜部
３４      傾斜面
４０      ウェハ
４２      オリエンテーションフラット（ＯＦ）
１００    成長装置
【図１】
2015026793.tif 000003
【図２】
2015026793.tif 000004
【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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