(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該サセプタを下方から支持するサセプタサポートシャフトであって、
前記サセプタの中心とほぼ同軸上に位置する支柱と、
該支柱から前記サセプタの周縁部下方へ放射状に延在させた複数本のアームと、
隣接する該アームの先端同士を接続するアーム接続部材と、
該アーム接続部材に設けられた、前記サセプタを支持するｎ本（ｎは４以上の自然数）の支持ピンと、を有し、
前記アームが（ｎ-１）本以下であることを特徴とするサセプタサポートシャフト。
【請求項２】
前記アームの数が３本以上５本以下である、請求項１に記載のサセプタサポートシャフト。
【請求項３】
前記支持ピンが９本以下である、請求項１または２に記載のサセプタサポートシャフト。
【請求項４】
前記アームを３本および前記支持ピンを６本有する、請求項１に記載のサセプタサポートシャフト。
【請求項５】
前記アーム接続部材が、前記サセプタと同心円状のリング部材である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のサセプタサポートシャフト。
【請求項６】
チャンバ内に配置された半導体ウェーハ表面上にエピタキシャル膜を形成するためのエピタキシャル成長装置であって、前記チャンバ内で前記半導体ウェーハを載置するサセプタおよび請求項１乃至５のいずれか１項に記載のサセプタサポートシャフトを有することを特徴とする、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、エピタキシャル成長装置用のサセプタサポートシャフトおよびエピタキシャル成長装置に関するもので、特に、半導体ウェーハ表面上にエピタキシャル膜を成長する際に半導体ウェーハを搭載するサセプタを支持するサセプタサポートシャフトの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高性能化・高機能化が進む半導体エレクトロニクスの分野において、エピタキシャルウェーハの品質は、製品デバイスの品質に大きな影響を与える。エピタキシャルウェーハとは、半導体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形成したものであり、半導体ウェーハ表面の規則的な原子の配列に倣い、結晶軸の揃った高品質なエピタキシャル膜が形成されている。
【０００３】
従来、このエピタキシャルウェーハの製造には、複数の半導体ウェーハに対して同時にエピタキシャル成長を行うことができるバッチ処理方式のエピタキシャル成長装置が用いられていた。しかし、このバッチ処理方式のエピタキシャル成長装置は、半導体ウェーハの大口径化に対応することが難しい。そのため、近年は、単一の半導体ウェーハに対して個別にエピタキシャル成長を行う、枚葉式のエピタキシャル成長装置を用いるのが一般的である。最近では、直径４５０ｍｍ以上の半導体ウェーハを扱うことができる大口径用の枚葉式エピタキシャル成長装置も開発されている。
【０００４】
図１は、従来の枚葉式エピタキシャル成長装置２００の模式的な断面図を示したものである。このエピタキシャル成長装置２００は、チャンバ２０１と、このチャンバ２０１内に配置されたウェーハＷを支持するためのサセプタ２０２およびこのサセプタ２０２を支持するサセプタサポートシャフト２０３とを有する。チャンバ２０１の側部には、処理ガスの供給口２０４が形成されており、この供給口２０４に対向するチャンバ位置に排気口２０５が形成されている。また、チャンバ２０１の上側領域および下側領域には、加熱源としてそれぞれ複数本のハロゲンランプ２０６が放射状に配置されている。
【０００５】
図２は、上記サセプタ２０２およびサセプタサポートシャフト２０３の詳細を示す模式的な分解斜視図である。このサセプタサポートシャフト２０３は、支柱２０７および３本のアーム２０８を有し、各アーム２０８にはサセプタ２０２を支持する支持ピン２１０が設けられている。また、サセプタ２０２の裏面には、各支持ピン２１０に対応する位置に、それぞれ凹部２１１が形成されている。この凹部２１１がアーム２０８の支持ピン２１０と係合することで、サセプタ２０２がサセプタサポートシャフト２０３に対して位置決めされる。このように、従来のサセプタサポートシャフト２０３は３本のアームに設けられた３つの支持ピン２１０により、３点でサセプタ２０２を支持するものが一般的である（特許文献１参照）。
【０００６】
このエピタキシャル成長装置２００において、サセプタ２０２上に半導体ウェーハＷを載置し、ハロゲンランプ２０６を点灯して半導体ウェーハＷを加熱し、同時に、排気口２０５から排気を行いながら、キャリアガス、成長ソースガス、ドーパントガス等を処理ガスとして供給口２０４から導入し、所定温度に加熱された半導体ウェーハＷの表面に沿って処理ガスを層流状態で流す。このとき、半導体ウェーハＷ全体に均一にエピタキシャル膜を形成するために、支柱２０７を中心軸としてサセプタサポートシャフト２０３を回転させることで、サセプタ２０２および半導体ウェーハＷを回転させる。こうして、エピタキシャル成長装置２００は、半導体ウェーハＷ表面上にエピタキシャル膜を成長させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１２４１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の方法でエピタキシャル膜を形成した場合、エピタキシャル膜の面内抵抗率分布のばらつきが大きいものであった。そこで、エピタキャル膜の抵抗率分布の均一化を目的に、本発明者らが鋭意研究した結果、サセプタ２０２を均一に加熱しても、サセプタ２０２自体そのものが高温環境下に曝されるため、サセプタ２０２の周縁部(円周方向)において撓みが発生し、特に、サセプタサポートシャフト２０３によって支持されていない部分の撓み量が大きいことが判明した。
【０００９】
このような、サセプタ２０２の周縁部で部分的に撓みが発生した状態でエピタキシャル成長処理を行うと、サセプタ２０２上に載置された半導体ウェーハＷとの間に隙間が生じ、この隙間内に入り込んだキャリアガスなどによって半導体ウェーハＷが部分的に冷却され、半導体ウェーハＷの周方向において温度ばらつきを生じてしまう。このような温度ばらつきを生じた半導体ウェーハＷ表面にエピタキシャル成長を行うと、ウェーハ表面上に成長させるエピタキシャル層内に取り込まれるドーパント量もウェーハ面内でばらついてしまうことになる。このように、サセプタ２０２の撓みは、エピタキシャルウェーハのシリコンエピタキシャル膜の抵抗率分布に影響を与え、均一でない抵抗率分布は、抵抗率規格が厳格に要求されるエピタキシャルウェーハにとって無視できる問題ではない。
【００１０】
そこで、本発明者らはアームおよび支持ピンの本数を増やし、サセプタを多点で支持することにより、サセプタの撓みによる半導体ウェーハの面内温度のばらつきを抑制した状態でエピタキシャル成長を行うことを想起し、検討した。その結果、アームおよび支持ピン数を増やし、サセプタを多点で支持するほど、エピタキシャル膜の抵抗率分布を均一化できることが判明した。しかし、アームの本数を多くすることで、アームがサセプタ裏面とパイロメーターとの間を遮り、パイロメーターによるサセプタ裏面側の温度検出が正確に行えなくなるという問題が新たに生じることが判明した。サセプタ裏面側の温度検出の精度が悪化すると、下方のハロゲンランプ２０６の出力制御が正確に行えず、その結果、エピタキシャルウェーハ品質の低下を招く恐れがある。そして、パイロメーターによるサセプタ裏面側の温度検出の精度が悪化するという現象は、サセプタの回転数を上げるほど顕著になることもわかった。より平坦度の高いエピタキシャルウェーハを製造するためには、サセプタおよび半導体ウェーハをより高速で回転させる必要がある。そのため、今後より高平坦度のウェーハを製造しようとするほど、この問題がより顕在化することが予想される。
【００１１】
そして、パイロメーターによるサセプタ裏面の温度検出精度を悪化させないように、アームの本数を元どおりにすると、サセプタの撓みによるエピタキシャル膜面内の抵抗ばらつきを抑制できないという二律背反の状況にあった。
【００１２】
そこで、この発明は、上記の問題点に鑑み、サセプタの撓みによるエピタキシャル膜面内の抵抗ばらつきを抑制しつつ、パイロメーターによるサセプタ裏面の温度検出の精度も確保して、面内抵抗率分布がより均一である高品質のエピタキシャル膜を形成できるエピタキシャル成長装置用サセプタサポートシャフト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】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
（１）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、該サセプタを下方から支持するサセプタサポートシャフトであって、
前記サセプタの中心とほぼ同軸上に位置する支柱と、
該支柱から前記サセプタの周縁部下方へ放射状に延在させた複数本のアームと、
隣接する該アームの先端同士を接続するアーム接続部材と、
該アーム接続部材に設けられた、前記サセプタを支持するｎ本（ｎは４以上の自然数）の支持ピンと、を有し、
前記アームが（ｎ-１）本以下であることを特徴とするサセプタサポートシャフト。
（２）  前記アームの数が３本以上５本以下である、上記（１）に記載のサセプタサポートシャフト。
（３）前記支持ピンが９本以下である、上記（１）または（２）に記載のサセプタサポートシャフト。
（４）前記アームを３本および前記支持ピンを６本有する、上記（１）に記載のサセプタサポートシャフト。
（５）前記アーム接続部材が、前記サセプタと同心円状のリング部材である、上記（１）乃至（４）のいずれか１に記載のサセプタサポートシャフト。
（６）チャンバ内に配置された半導体ウェーハ表面上にエピタキシャル膜を形成するためのエピタキシャル成長装置であって、前記チャンバ内で前記半導体ウェーハを載置するサセプタおよび上記（１）乃至（５）のいずれか１に記載のサセプタサポートシャフトを有することを特徴とする、エピタキシャル成長装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のサセプタサポートシャフトによれば、サセプタを下方から支持する支持ピンを少なくとも４本以上とすることにより、サセプタの撓みによるエピタキシャル膜面内の抵抗ばらつきを抑制しつつ、アーム数を支持ピンよりも少なくすることにより、パイロメーターによるサセプタ裏面の温度検出の精度も確保して、面内抵抗率分布がより均一である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】
【００１５】
【図１】図１は、従来の枚葉式エピタキシャル成長装置の模式的な断面図である。
【図２】図２は、図１に示すサセプタ２０２およびサセプタサポートシャフト２０３の詳細を示す模式的な分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明に従うサセプタサポートシャフト１０３を用いる枚葉式エピタキシャル成長装置１００の模式的な断面図である。
【図４】図４は、図３に示すサセプタ１０２および本発明に従うサセプタサポートシャフト１０３の詳細を示す模式的な分解斜視図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は、比較例１および実施例１によるエピタキシャルウェーハの抵抗率プロファイルを示し、図５（ｃ）は、これら抵抗率分布の測定方向を示す模式図である。
【図６】図６は抵抗率の不均一性を計算した結果をプロットしたグラフである。
【図７】図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれ実施例１および比較例２におけるエピタキシャル成長処理中の上側パイロメーターおよび下側パイロメーターによる温度検出値の径時変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のサセプタサポートシャフトおよび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。
【００１７】
（エピタキシャル成長装置）
本発明のサセプタサポートシャフトを用いて半導体ウェーハ上にエピタキシャル膜を形成するには、一例として図３に示すようなエピタキシャル成長装置１００を用いることが望ましい。本発明の一実施形態にかかるエピタキシャル成長装置１００は、処理ガスの供給口１０４および排気口１０５を有するチャンバ１０１内に配置された半導体ウェーハＷ上に、エピタキシャル膜を形成するためのエピタキシャル成長装置１００であって、チャンバ１０１内で半導体ウェーハＷを載置するサセプタ１０２およびこのサセプタ１０２を下方から支持する、本発明の一実施形態にかかるサセプタサポートシャフト１０３を有する。
【００１８】
サセプタ１０２は、カーボングラファイト（黒鉛）を母材とし、その表面を炭化ケイ素でコーティングしたものを使用することが望ましい。カーボングラファイトは熱伝導率に優れ、耐熱性および強度に優れる。ただし、カーボングラファイトは多孔質であるため内部に吸蔵ガスを含み純度の点で劣るため、その表面を炭化ケイ素で覆う構造とすることが望ましい。また、サセプタ１０２の厚みは２０〜４０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。厚みを厚くするほど撓み防止には有効ではあるものの、必要となる熱容量が増加し、サセプタ１０２が所定温度に到達するまで時間がかかることになり好ましくない。厚みが薄い場合には、中心と外周部での放熱量の違いが顕著となり、径方向の温度ばらつきが大きく、撓み量も増大してしまうので好ましくない。また、サセプタ１０２はその表面に半導体ウェーハを収容し載置するザグリ部（図示せず）が形成されている。
【００１９】
サセプタサポートシャフト１０３は、石英で構成することが望ましく、特に合成石英で構成することが望ましい。石英は耐熱性および純度に優れ、赤外ランプ照射を受けても透過し易いため、サセプタ１０２の均一加熱を図ることができる。サセプタサポートシャフト１０３の詳細な構造は後述する。
【００２０】
チャンバ１０１の上側領域および下側領域には加熱源１０６が配置され、この加熱源１０６は、一般に、昇降温速度が速く、温度制御性に優れた、ハロゲンランプや赤外ランプを用いることが好ましい。
【００２１】
チャンバ１０１の上側領域および下側領域には、上側パイロメーター１１２および下側パイロメーター１１３が配置され、上側パイロメーター１１２は半導体ウェーハＷの被処理面の温度を検出し、下側パイロメーター１１３はサセプタ１０２の裏面の温度を検出する。両パイロメーターによる検出値に基づき、図示しない電力出力制御手段により目標温度設定値との差を補正するように加熱源１０６の出力が調節される。また、下側パイロメーター１１３とサセプタサポートシャフト１０３との位置関係は、サセプタサポートシャフト１０３の回転に伴い、下側パイロメーター１１３とサセプタ１０２裏面との間を、アーム１０８が通過する位置関係となっている。
【００２２】
エピタキシャル成長装置１００内のサセプタ１０２上に半導体ウェーハＷを載置した後、加熱源１０６を点灯して半導体ウェーハＷを加熱する。同時に排気口１０５から排気を行いながら、例えばトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスやジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス等を処理ガスとして供給口１０４から導入する。すると、所定温度に加熱された半導体ウェーハＷの表面に沿って処理ガスが層流状態で流れ、半導体ウェーハＷ上にシリコンの半導体がエピタキシャル成長する。
【００２３】
（サセプタサポートシャフト）
本発明の一実施形態であるサセプタサポートシャフト１０３は、サセプタ１０２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１００内で、サセプタ１０２を下方から支持する。そして、サセプタ１０２の中心とほぼ同軸上に位置する支柱１０７と、この支柱１０７からサセプタ１０２の周縁部下方へ放射状に延びる複数本のアーム１０８と、隣接するこれらアーム１０８の先端同士を接続するアーム接続部材１０９と、このアーム接続部材１０９から延び、サセプタ１０２を支持するｎ本（ｎは４以上の自然数であり、図４ではｎ＝６）の支持ピン１１０と、を有し、アーム１０８が（ｎ-１）本以下（ｎ＝６の場合、５本以下であり、図４では３本）であることを特徴とする。すなわち、本実施形態のサセプタサポートシャフト１０３の特徴的構成は、サセプタ１０２を支持する支持ピン１１０は４本以上としつつ、アーム１０８の数は支持ピンの数よりも少なくしたことであり、サセプタサポートシャフト１０３にアーム接続部材１０９を設けたことにより、この構成を実現した。
【００２４】
以下、本発明の特徴的構成を採用したことに技術的意義を、作用効果とともに説明する。
【００２５】
本実施形態によれば、支持ピン１１０を４本以上設け、サセプタ１０２を４点以上で支持することとしたので、従来のようにサセプタを３点で支持する場合と比べて、サセプタ１０２の撓みによる半導体ウェーハＷの面内温度のばらつきを抑制することができ、その結果、エピタキシャル膜における抵抗の面内分布の均一性を確保して、高品質なエピタキシャル膜の形成が可能となる。
【００２６】
一方で、支持ピン１１０の本数の増加に合わせてアーム１０８を増やさない、すなわち、アーム１０８の本数を（ｎ-１）本以下にすることにより、支持ピン１１０と同じｎ本のアーム１０８を設ける場合に比べて、アーム１０８が下側パイロメーター１１３とサセプタ１０２裏面との間を遮る頻度が下がり、下側パイロメーター１１３によるサセプタ１０２裏面の温度検出の精度も確保される。このことにより、ほぼ設定温度に近い状態でエピタキシャル成長が行われるため、高品質なエピタキシャル膜形成が可能となる。
【００２７】
アーム１０８の本数は、３本以上５本以下であることが好ましい。３本よりも少ないとサセプタ１０２を水平状態に安定的に支持するための十分な強度が得られない恐れがあり、５本よりも多いと下側パイロメーター１１３によるサセプタ１０２裏面の温度検出の精度が十分に確保できなくなる可能性がある。このため、サセプタ１０２裏面の温度検出精度を低下させない観点からは、アーム１０８の本数を３本とすることが最良の実施形態となる。サセプタサポートシャフト１０３の回転数は、一般的に２０〜８０ｒｐｍの範囲に調整されるが、前述のとおり、エピタキシャル膜の平坦度を高めるためにはエピタキシャル成長中におけるサセプタサポートシャフト１０３の回転数を上げる必要があり、この観点からは、好ましくは４０ｒｐｍ以上、より好ましくは５０〜７０ｒｐｍの速度で回転させる。この回転数の場合において下側パイロメーターによる温度の検出精度を十分に確保するためには、アーム１０８の本数は３本であることがより好ましい。また、アーム１０８が下側パイロメーターとサセプタ１０２との間を遮る頻度を均等にする観点から、および、サセプタ１０２の負荷バランスを均等にする観点から、アームは等間隔に設置することが望ましい。
【００２８】
支持ピン１１０は９本以下であることが好ましい。９本よりも多いとサセプタ１０２を平面で支持するための支持ピン１１０を同じ高さにする調整が難しくなる恐れがあるためである。支持ピン１１０は６本であることがより好ましい。後に図６で示すように、支持ピン１１０の数が６本以上になるとエピタキシャル膜の不均一性がほぼ一定となるので、６本であれば十分に本発明の効果が得られるからである。更に、支持ピン１１０は等間隔に設置することが好ましい。サセプタ１０２周縁部を均等に支持することにより、サセプタ１０２の撓みを効率的かつ効果的に抑制することができるためである。
【００２９】
（アーム接続部材の態様）
アーム接続部材１０９は、支柱１０７からサセプタ１０２の周縁部下方へ放射状に延びる複数本のアーム１０８の隣接する先端同士を接続する部材であれば特に限定されない。複数本のアームがサセプタ１０２の周縁部下方まで延びていることで、アーム接続部材１０９自体が、下側パイロメーター１１３とサセプタ１０２の裏面との間を遮ることがない。ここで、本明細書において「サセプタの周縁部」とは、サセプタ中心からサセプタ半径の８０％以上外側の領域を意味する。複数の支持ピン１１０をサセプタ１０２中心から等しい距離で配置することによりサセプタ１０２の撓みを適切に抑制することができるので、アーム接続部材１０９はサセプタ１０２と同心円状のリング部材であることがより好ましい。また、アーム接続部材１０９により複数本のアーム１０８は接続されて一体化されるので、支持ピン１１０が設置される土台としての構造が安定化し、サセプタ１０２そのものの設置傾きを防止することができる。なお、本発明では支持ピン１１０の全てをアーム接続部材１０９に取り付けたが、同様な効果が得られる取り付け形態であればどのような形態でもよく、例えば、各アーム１０８の先端上に支持ピンを取り付けて、アーム１０８の先端側面に接続させたアーム接続部材１０９に残りの支持ピンを取り付けるようにしてもよい。
【００３０】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したに過ぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【実施例】
【００３１】
（実施例１）
サセプタの中心と同軸上に位置する支柱の上端から等間隔で放射状に延びる３本のアームの先にリング部材を有し、そのリング上に等間隔で６本の支持ピンを有する、石英ガラスからなる、図４に示すようなサセプタサポートシャフトを有する、エピタキシャル成長装置を用い、エピタキシャル成長処理を行った。具体的には、直径３００ｍｍ、面方向（１００）、比抵抗１０Ω・ｃｍ、Ｐ型の単結晶シリコンウェーハを用い、サセプタサポートシャフトの回転数は４０ｒｐｍとした。１１３０℃で６０秒の水素ベークをした後、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、エピタキシャル成長装置のチャンバ内に供給して成長温度１１３０℃で、厚さ約２μｍ、比抵抗１５Ω・ｃｍのＰ型のエピタキシャルシリコン膜を成長させた。膜の成長中に、上側パイロメーターおよび下側パイロメーターにより、ウェーハ上面およびサセプタの裏面の温度を検出した。サセプタは、直径３６０ｍｍ、表面を炭化ケイ素でコーティングしたカーボングラファイトからなるものとした。また、サセプタサポートシャフトの支持ピンとサセプタとの接点はサセプタ中心から１７８ｍｍの位置とした。
【００３２】
（実施例２）
リング上に等間隔に４本の支持ピンを有する以外は実施例１と同様のサセプタサポートシャフトを用いてエピタキシャル成長処理を行った。
【００３３】
（実施例３）
リング上に等間隔に９本の支持ピンを有する以外は実施例１と同様のサセプタサポートシャフトを用いてエピタキシャル成長処理を行った。
【００３４】
（比較例１）
図２に示すような、支柱の上端から等間隔で放射状に延びる３本のアームおよび３本の支持ピンを有する石英ガラスからなるサセプタサポートシャフトを有する、エピタキシャル成長装置を用い、エピタキシャル成長処理を行った。その他の条件は実施例１と同様である。
【００３５】
（比較例２）
アームが６本および支持ピンが６本であること以外は、比較例１と同様のサセプタサポートシャフトを用いてエピタキシャル成長処理を行った。
【００３６】
（評価１：ドーパント濃度の面内分布の測定）
実施例１〜３および比較例１、２のエピタキシャルウェーハについて、エピタキシャル膜中の直径方向のドーパント濃度のばらつきをＳＣＰ測定装置（ＱＣ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ．社製、ＱＣＳ−７３００ＲＢ）を用いて測定した。代表して、比較例１のドーパント濃度プロファイルを図５（ａ）に、実施例１のドーパント濃度プロファイルを図５（ｂ）に、それぞれ示す。また、図５（ａ）および（ｂ）におけるエピタキシャルウェーハ上のドーパント濃度の測定方向を図５（ｃ）に図示する。図５（ａ），（ｂ）の左側「Ｘ方向」のグラフは、図５（ｃ）のＸ方向に測定したものであり、図５（ａ），（ｂ）の右側「Ｙ方向」のグラフは、図５（ｃ）のＹ方向に測定したものである。また、図５（ｃ）中、×印は実施例１（図５（ｂ））でサセプタを支持した位置を示し、○印は比較例１（図５（ａ））でサセプタを支持した位置を示す。各図とも、ドーパント濃度は、ウェーハ中心部のエピタキシャル層のドーパント濃度を基準（０．００）としたときの差分を示しており、“（ウェーハ中心部以外のドーパント濃度−ウェーハ中心部のドーパント濃度)／(１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３)”を示すものである。
【００３７】
比較例１の３点支持の場合は、図５（ａ）のＸ方向のグラフから明らかなように、グラフ左側の端部ではドーパント濃度が小さく、グラフ右側の端部ではドーパント濃度が大きくなっており、両端部でのドーパント濃度分布（すなわち、抵抗率分布）が不均一となっている。Ｙ方向のグラフにも同様の傾向が見られた。一方、実施例１の６点支持の場合は、図５（ｂ）のＸ方向のグラフから明らかなように、グラフの左右の端部におけるドーパント濃度の差が、図５（ａ）Ｘ方向のグラフよりも小さくなっており、両端部でのドーパント濃度分布（抵抗率分布）がより均一となっている。Ｙ方向のグラフにも同様の傾向が見られた。
【００３８】
次に、実施例１〜３および比較例１で得られたエピタキシャルウェーハのドーパント濃度分布（抵抗率分布）の不均一性を計算した結果を図６に示す。図６の横軸は支持点数を、縦軸は「ドーパント濃度分布の不均一性」を示す。この「ドーパント濃度分布の不均一性」は、各エピタキシャルウェーハそれぞれについて、ＳＣＰ測定装置を用いてエピタキシャル層表面の複数箇所（面内９箇所）におけるドーパント濃度を測定し、測定した値のうち、“（最大値−最小値）／（最大値＋最小値）×１００”により算出された値である。
【００３９】
図６から、実施例１〜３は比較例１よりも抵抗率分布が均一であることがわかる。特に、サセプタを６点以上で支持すると不均一性の値がほぼ一定となり、支持点数を過度に増大させなくともよいことがわかる。最低６点でサセプタを支持することが好ましい。
【００４０】
（評価４：パイロメーターによる温度検出）
アームの設置本数がパイロメーターによる温度検出に与える影響を調査した。図７（ａ）は、実施例１（アーム本数３本、支持ピン本数６本）におけるエピタキシャル成長処理中の上側パイロメーターおよび下側パイロメーター（Ｉｒｃｏｎ社製）による温度検出値の変化を示すものである。同様に、図７（ｂ）は、比較例２（アーム本数６本、支持ピン本数６本）におけるエピタキシャル成長処理中の上側パイロメーターおよび下側パイロメーターによる温度検出値の変化を示すものである。
【００４１】
図７（ａ）、（ｂ）から明らかなように、アームが３本である図７（ａ）では、目標設定温度に対して、下側パイロメーターによる温度検出値の変化は小さく、測定した温度ブレ幅（最大値および最小値の差）は３．４℃と良好であった。一方、アームが６本である図７（ｂ）では、目標設定温度に対して、下側パイロメーターによる温度検出値の変化は大きく、測定した温度ブレ幅は９．４℃と大きく増大した。なお、アームの本数を４本と５本に変更した以外は、実施例１と同一条件でエピタキシャル成長処理を行い、それぞれの場合について、エピタキシャル成長処理中の下側パイロメーターによる温度検出値の変化を調査したところ、それぞれの温度ブレ幅は、それぞれ、３．８℃、４．１℃、と良好な結果が得られた。このように、サセプタ裏面の温度を正確に検出するにはアーム本数を減らすことが望ましく、５本以下、特に３本とすることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明のサセプタサポートシャフトおよびエピタキシャル成長装置によれば、サセプタを下方から支持する支持ピンを少なくとも４本以上とすることにより、サセプタの撓みによるエピタキシャル膜面内の抵抗ばらつきを抑制しつつ、アーム数を支持ピンよりも少なくすることにより、面内温度のばらつきを低減させ、パイロメーターによるサセプタ裏面の温度検出の精度も確保して、面内抵抗率分布の均一な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。
【符号の説明】
【００４３】
１００  エピタキシャル成長装置
１０１  チャンバ
１０２  サセプタ
１０３  サセプタサポートシャフト
１０４  供給口
１０５  排気口
１０６  加熱源
１０７  支柱
１０８  アーム
１０９  アーム接続部材
１１０  支持ピン
１１１  凹部
１１２  上側パイロメーター
１１３  下側パイロメーター
【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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