(57)【要約】  気相成長の際にウェーハＷを受容するためのウェーハポケット（１０１）が形成されたサセプタ（１０）において、ウェーハポケットは、ウェーハの外周縁部Ｗ１が載置される第１ポケット部（１０２）と、当該第１ポケット部より小径かつ下側に形成された第２ポケット部（１０３）を少なくとも有し、一端（１０５ａ）が第２ポケット部の縦壁面（１０３ａ）に開口するとともに、他端（１０５ｂ）がサセプタの裏面（１０４）または側面（１０６）に開口する流体通路（１０５）が形成されている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
気相成長の際に半導体ウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
気相成長の際の加熱源からの輻射熱が前記半導体ウェーハの裏面に直接照射されない形状の流体通路が前記ウェーハポケットの表面と裏面又は側面との間に形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
【請求項２】
気相成長の際に半導体ウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
前記ウェーハポケットは、前記半導体ウェーハの外周縁部が載置される第１ポケット部と、当該第１ポケット部より小径かつ下側に形成された第２ポケット部を少なくとも有し、
一端が前記第２ポケット部の縦壁面に開口するとともに、他端がサセプタの裏面または側面に開口する流体通路が形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
【請求項３】
前記流体通路の、前記サセプタの裏面側の開口は、前記第２ポケット部の縦壁面より外側に形成されていることを特徴とする請求項２記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項４】
前記流体通路の、前記サセプタの裏面側の開口は、前記第２ポケット部の縦壁面より内側に形成されていることを特徴とする請求項２記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項５】
前記流体通路は、直線状又は非直線状に形成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項６】
前記流体通路が複数形成され、当該流体通路の一端が前記第２ポケット部の縦壁面の円周方向に沿って実質的に均等に開口していることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項７】
前記流体通路が複数形成され、当該流体通路の一端が前記第２ポケット部の縦壁面の鉛直方向に並んで開口していることを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項８】
気相成長の際に半導体ウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
前記半導体ウェーハの外周縁部が載置される第１ポケット部を有する第1構造体と、当該第１構造体との隙間から構成される流体通路を介して第1構造体の下側に設けられた第２構造体を少なくとも有し、
前記流体通路の一端が前記第１ポケット部の下側の縦壁面に開口するとともに、他端がサセプタの裏面または側面に開口することを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
【請求項９】
前記流体通路内の前記第１構造体及び／又は第２構造体に、前記第１構造体を前記第２構造体に支持するための支持手段が形成されていることを特徴とする請求項７記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項１０】
前記第１構造体と第２構造体との正規位置関係を決定するための位置決め手段を有することを特徴とする請求項７又は８記載の気相成長装置用サセプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスに供されるシリコンウェーハ（以下、単にウェーハと称する。）の表面にエピタキシャル膜を成長させるための気相成長装置に使用されるサセプタに関し、特にオートドープによるエピタキシャル膜外周部のドーパント濃度の上昇を抑制することができる気相成長装置用サセプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェーハ表面に高品質な膜質を有するエピタキシャル膜を成長させる気相成長装置として、枚葉型気相成長装置が多く使用されている。【０００３】
この枚葉型気相成長装置は、石英製の通路状のチャンバー内に、黒鉛の母材に炭化珪素ＳｉＣをコートした円盤状のサセプタ上にウェーハを載せ、チャンバー外面に配置したヒータにてウェーハを加熱しながらチャンバー内を通過する各種原料ガスと反応させ、ウェーハ表面にエピタキシャル膜を成長させる。【０００４】
このウェーハを受容するサセプタの表面には、ウェーハより一回り大きく、深さがｌｍｍ程度のウェーハポケットと呼ばれる凹部（窪み）が形成され、このウェーハポケットにウェーハを載せ、所定温度にて原料ガス流中にサセプタを保持することにより、ウェーハ表面へのシリコンエピタキシャル層の成長を行わせる。【０００５】
ところで、気相成長反応の原料ガスとしては、モノシランガスや水素希釈したクロロシラン系ガスにジボラン（Ｐ型）又はホスフィンやアルシン（Ｎ型）のドーパント原料ガスを添加したものが使用され、ウェーハ表面において熱ＣＶＤ反応によるシリコンエピタキシーとともに副生成物としてモノシランガスの場合はＨ２、クロロシラン系ガスの場合はＨＣｌが生成する。このため、ウェーハ表面においてはシリコンエピタキシーが進行するが、ウェーハ裏面においては主にガス拡散による廻り込みにより、Ｓｉ−Ｈ系雰囲気又はＳｉ−Ｈ−Ｃｌ系雰囲気が形成され、ミクロ的に析出／エッチング反応が発生する。【０００６】
例えば、ドーパント濃度Ｐ++型（比抵抗５ｍΩ・ｃｍ）のウェーハに対し、Ｐ型（比抵抗１Ω・ｃｍ）膜のエピタキシャル成長を行う場合のように、ウェーハのドーパント濃度より低濃度のエピタキシャル成長を行う場合には、エピタキシャル層中のドーパント濃度がウェーハ外周部において上昇する現象が見られる。【０００７】
この種の現象はオートドープと呼ばれるが、その原因は、ウェーハ裏面のＳｉ−Ｈ系雰囲気又はＳｉ−Ｈ−Ｃｌ系雰囲気においてウェーハ中のドーパント種が放出し、このドーパント種が、表面へ向かうガス拡散によってウェーハ表面へ廻り込み、局所的に気相中のドーパント濃度が上昇するものと考えられている。この結果、エピタキシャル層のドーパント濃度が制御不能となる領域が発生し、良品率の低下を招いている。【０００８】
こうしたオートドープによるエピタキシャル層のドーパント濃度のばらつきを防止するために、本願出願人は、ウェーハポケットの最外周部に貫通孔部を形成したサセプタを先に提案した（特許文献１参照）。【０００９】
しかしながら、サセプタのウェーハポケットに貫通孔を形成すると，サセプタの下側に設けられたハロゲンランプなどのヒータからの輻射熱が貫通孔部を通過してウェーハ裏面に照射され、これにより貫通孔部に対向するウェーハの部分はそうでない部分とで温度差が生じ、その結果エピタキシャル層及びウェーハ裏面に成長ムラが生じるといった問題があった。
【特許文献１】特開平１０−２２３５４５号公報
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、オートドープによるドーパント濃度の不均一を防止しつつエピタキシャル層及びウェーハ裏面の成長ムラをも防止できる気相成長装置用サセプタを提供することを目的とする。
（１）上記目的を達成するための本発明に係る気相成長装置用サセプタは、気相成長の際にウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、気相成長の際の加熱源からの輻射熱が前記ウェーハの裏面に直接照射されない形状の流体通路が前記ウェーハポケットの表面と裏面又は側面との間に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、ウェーハポケットの表面と裏面又は側面との間に流体通路が形成されているので、ウェーハ裏面から放出されたドーパント種はウェーハの表面に廻り込むことなく流体通路から排出される。その結果、ウェーハの裏面にオートドープ防止用酸化膜を形成することなく、エピタキシャル層のドーパント濃度及び抵抗率の均一化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る流体通路は、気相成長の際の加熱源からの輻射熱がウェーハの裏面に直接照射されない形状とされているので、ウェーハ表面の温度ムラが抑制され、その結果エピタキシャル層及びウェーハ裏面の成長ムラを抑制することができる。
【００１３】
（２）本発明に係る流体通路の形状、すなわち気相成長の際に加熱源からの輻射熱がウェーハの裏面に直接照射されない形状として、たとえばウェーハポケットが、ウェーハの外周縁部が載置される第１ポケット部と、当該第１ポケット部より小径かつ下側に形成された第２ポケット部を少なくとも有する構造である場合に、当該流体通路を、一端が第２ポケット部の縦壁面に開口するとともに、他端がサセプタの裏面または側面に開口するように構成することができる。
【００１４】
ウェーハポケットを多段ポケット構造により構成した場合には、ポケット部に必然的に縦壁面が形成されるが、この縦壁面はウェーハ裏面に対して実質的に直角となるので、加熱源からの輻射熱が直接ウェーハの裏面に照射されることが防止される。なお、流体通路の他端はサセプタの裏面に開口させても、或いはサセプタの側面に開口させてもよい。
【００１５】
なお、本発明に係る第１ポケット部とは、ウェーハの外周縁部が載置される棚部と、この棚部から外側に連続する縦壁面を有するものである。また、本発明に係る第２ポケット部とは、第１ポケット部より小径かつサセプタの下側に形成され、第１ポケット部の棚部に連続する縦壁面と、当該縦壁面に連続する水平面（水平面自体は連続して水平である必要はない。）を有するものである。そして、本発明に係る第２ポケット部は、第１ポケット部以外の第Ｎポケット部、すなわち物理的に第２番目の第２ポケット部以外にも、第３ポケット部、第４ポケット部…を含む概念である。つまり、第１ポケット部より小径かつサセプタの下側に形成された複数のポケット部の全てが含まれる。
【００１６】
また、本発明に係るサセプタが、ウェーハの外周縁部が載置される第１ポケット部を有する第１構造体と、当該第１構造体との隙間から構成される流体通路を介して第１構造体の下側に設けられた第２構造体を少なくとも有する構造である場合には、当該流体通路を、一端が第１ポケット部の下側の第２縦壁面に開口するとともに、他端がサセプタの裏面または側面に開口するように構成することができる。
【００１７】
すなわち、本発明に係る流体通路は、サセプタ構造体に孔を穿設する態様にのみ限定されるものではなく、それ以外にも、サセプタ自体を複数の構造体を組み合わせることにより構成し、その際に２つの構造体の合わせ面に隙間を形成し、これを流体通路とすることもできる。このような構造を採用する場合にも加熱源からの輻射熱が直接ウェーハの裏面に照射されるのを防止するために、第１構造体と第２構造体の間に形成する隙間、すなわち流体通路の一端は第１ポケット部の下側に位置する縦壁面に開口させる。これにより、この縦壁面はウェーハ裏面に対して実質的に直角となるので、加熱源からの輻射熱が直接ウェーハの裏面に照射されることが防止される。なお、流体通路の他端はサセプタの裏面に開口させても、或いはサセプタの側面に開口させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るサセプタが適用される気相成長装置の実施形態を示す模式的断面図である。
【図２】本発明に係るサセプタの実施形態を示す半平面図および半断面図である。
【図３】本発明に係るサセプタの他の実施形態を示す半断面図である。
【図４】本発明に係るサセプタのさらに他の実施形態を示す半平面図及び半断面図である。
【図５】本発明に係るサセプタのさらに他の実施形態を示す半断面図である。
【図６】本発明の実施例と比較例の抵抗率分布を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。  
図１は、枚葉式気相成長装置１を示す模式的断面図であり、ドーム取付体５に上側ドーム３と下側ドーム４とを取り付けてなるエピタキシャル膜形成室２を有する。この上側ドーム３および下側ドーム４は石英等の透明な材料からなり、装置１の上方および下方に複数配置された加熱源であるハロゲンランプ６ａ，６ｂによりサセプタ１０およびウェーハＷが加熱されることになる。【００２０】
サセプタ１０は、回転軸７に連なる支持アーム８によってその下面の外周部が嵌合支持され、回転軸７の駆動により回転する。サセプタ１０の材質は特に限定されないが、たとえば炭素基材の表面にＳｉＣ被膜をコーティングしたものが好ましく採用され、その形状については後述する。なお、サセプタ１０へウェーハＷを搬入したり、サセプタ１０からウェーハＷを搬出したりする方式としては特に限定されず、ベルヌイチャックを用いて搬送治具の昇降によりウェーハを移載するタイプや、ウェーハ下面をピンで支持して当該ピンの昇降により移載するタイプの何れも適用することができる。【００２１】
ドーム取付体５の側面には第１ガス供給口１１と第２ガス供給口１２とが設けられ、これに対向するドーム取付体５の側面には第１ガス排出口１３と第２ガス排出口１４が設けられている。第１ガス供給口１１からはＳｉＨＣｌ3等のＳｉソースを水素ガスで希釈し、それにドーパントを微量混合してなる反応ガスが形成室２内に供給され、供給された反応ガスはウェーハＷの表面を通過してエピタキシャル膜成長後、第１ガス排出口１３より装置１外に排出される。【００２２】
なお、第２ガス供給口１２からは水素ガスなどのキャリアガスがサセプタ１０の下面側に向かって供給され、このキャリアガスの下流側に設けられた第２ガス排出口１４より装置１外に排出される。これによりウェーハ裏面から放出されたドーパントをより効果的に装置１外へ排出することができる。ただし、本発明においては第２ガス供給口１２から水素ガスなどのキャリアガスを形成室２内に供給することは必須ではなく、したがって第２ガス供給口１２及び第２ガス排出口１４を必要に応じて省略することもできる。また、第２ガス供給口１２を設けて水素ガスなどのキャリアガスを形成室２内に供給する場合に、第２ガス排出口１４を設けずにエピタキシャル成長用の反応ガス等を排出する第１ガス排出口１３を兼用してもよい。【００２３】
次に本実施形態に係るサセプタ１０の構成について説明する。【００２４】
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、本例のサセプタ１０の上面には、ウェーハＷの外径より一回り程度大きい径の凹部からなるウェーハポケット１０１が形成されている。このウェーハポケット１０１は、ウェーハＷの外周縁部Ｗ１のみに面接触、線接触または点接触してウェーハＷを支持する第１ポケット部１０２と、当該第１ポケット部１０２より小径かつサセプタ１０の下側に形成された第２ポケット部１０３から構成され、ウェーハＷは、第１ポケット部１０２に対し、その中央部においてウェーハ裏面と第２ポケット部１０３の床面１０３ｂとの間に空間が形成されるように載置される。なお、第１ポケット部１０２は凹部の縦壁面に相当する第１縦壁面１０２ａと、ウェーハＷの外周縁部Ｗ１に接触して支持する棚部１０２ｂとから構成され、第２ポケット部１０３は凹部の縦壁面に相当する第２縦壁面１０３ａと、凹部の水平面に相当する床面１０３ｂとから構成されている。【００２５】
これにより、ウェーハ裏面側へのキャリアガスの廻り込みが促進され、ウェーハ裏面から放出されるドーパントの排出効果が大きくなる。なお、第１ポケット部の棚部１０２ｂは、図示するように外周側から内周側下方に向けて傾斜するテーパー形状にしてウェーハＷの外周縁部Ｗ１を線接触で支持するようにしてもよいし、棚部１０２ｂの表面に凹凸を設けてウェーハＷの外周縁部Ｗ１を点接触で支持するようにしてもよい。【００２６】
特に本実施形態のサセプタ１０には、図２（Ｂ）の断面図に示すように一端１０５ａが第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａに開口するとともに、他端１０５ｂがサセプタ１０の裏面１０４に開口する流体通路１０５が形成され、この流体通路１０５は、図２（Ａ）の平面図に示すようにサセプタ１０の円周方向に複数個形成された孔から構成されている。本例の流体通路１０５は、気相成長時の加熱によってウェーハ裏面Ｗ２から拡散したドーパント又は気相エッチングによってウェーは裏面Ｗ２から放出されたドーパントを、ウェーハ表面Ｗ３側に廻り込ませることなくサセプタ１０の下面から排出させるためのものである。【００２７】
これに加えて本例の流体通路１０５は、装置１の下方に設けられたハロゲンランプ６ｂからの輻射熱Ｈが当該流体通路１０５を介してウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされている。これにより、ハロゲンランプ６ｂから照射された輻射熱Ｈが流体通路１０５を通ってウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されることが防止されるので、流体通路１０５が設けられた部分に対向するウェーハＷの温度と設けられていない部分に対向するウェーハＷの温度との間に温度差が生じることが防止され、エピタキシャル層及びウェーハ裏面の成長ムラの発生を防止することができる。【００２８】
本発明に係る流体通路１０５は、装置１の下方に設けられたハロゲンランプ６ｂからの輻射熱Ｈが当該流体通路１０５を介してウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされれば具体的な形状には限定されない。図３（Ａ）〜（Ｈ）に代表的な変形例を示す。同図（Ａ）に示す流体通路１０５は、一端１０５ａが第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａに開口するとともに、他端１０５ｂがサセプタ１０の側面１０６に開口するように構成されている。この例の流体通路１０５によれば、図２に示す例に比べてハロゲンランプ６ｂからの輻射熱がウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されるのをさらに防止することができる。【００２９】
また、同図（Ｂ）に示す流体通路１０５は、一端１０５ａが第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａに開口するとともに、他端１０５ｂがサセプタ１０の裏面１０４であって第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａより外側に開口するように構成されている点で図２に示す例と共通するが、流体通路１０５の形状が直線状ではなく屈折した非直線状に形成されている。したがって、ハロゲンランプ６ｂからの輻射熱は流体通路１０５の途中まで入り込むものの、この輻射熱は流体通路１０５の屈折部分で遮蔽されそれ以上ウェーハ裏面Ｗ２方向へは向かわないこととなる。【００３０】
同図（Ｃ）に示す流体通路１０５は、一端１０５ａが第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａに開口するとともに、他端１０５ｂがサセプタ１０の裏面１０４であって第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａより外側に開口するように構成され、さらに流体通路１０５の途中に屈折部分を有する点で同図（Ｂ）に示す例と共通するが、一端１０５ａ側の流体通路１０５の内径に比べて、他端１０５ｂ側の流体通路１０５の内径が大きく形成されている。【００３１】
同図（Ｄ）に示す例の流体通路１０５は、一端１０５ａが第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａに開口するとともに、他端１０５ｂがサセプタ１０の裏面１０４であって第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａより外側に開口する点で同図（Ｂ）や（Ｃ）に示す例と共通するが、流体通路１０５が直線状に形成されている点が相違する。【００３２】
同図（Ｅ）に示す例は、流体通路１０５の内径を小さくする代わりに、一端１０５ａ開口を第２縦壁面１０３ａの上下に並べるように流体通路１０５を上下に並べて形成したものである。【００３３】
同図（Ｆ）に示す例の流体通路１０５は、一端１０５ａが第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａに開口するとともに、他端１０５ｂがサセプタ１０の裏面１０４であって第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａより外側に開口する点で同図（Ｂ）や（Ｃ）に示す例と共通し、また流体通路１０５が直線状に形成されている点で同図（Ｄ）に示す例と共通するが、第２ポケット部１０３の床面１０３ｂの外周に凹部１０３ｃが形成されている点と、第２ポケット部１０３の床面１０３ｂは上述した同図（Ａ）〜（Ｅ）の実施形態に比べて浅く形成されている点が相違する。そして、流体通路１０５の一端１０５ａはこの凹部１０３ｃに相当する第２縦壁面１０３ａに開口している。なお、第２ポケット部１０３の凹部１０３ｃは外周の全周にわたって連続的に形成してもよいし、断続的に形成してもよい。本例の流体通路１０５も、装置１の下方に設けられたハロゲンランプ６ｂからの輻射熱Ｈが当該流体通路１０５を介してウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされている。【００３４】
このように第２ポケット部１０３の床面１０３ｂを浅く形成すると、サセプタ１０の裏面からの輻射熱がウェーハＷの内周部に伝達されやすくなり、ウェーハの外周部との温度差が小さくなる。その結果、温度差による熱応力が原因の一つと推察されるウェーハのスリップ転移が抑制されることになる。【００３５】
同図（Ｇ）に示す例の流体通路１０５は、第２ポケット部１０３の外周に凹部１０３ｃが形成されている点で同図（Ｆ）に示す例と共通するが、この凹部１０３ｃは、外側に向かって下側に傾く傾斜面のみで構成されている。そして、流体通路１０５の一端１０５ａはこの傾斜面からなる凹部１０３ｃに相当する第２縦壁面１０３ａに開口している。なお、第２ポケット部１０３の凹部１０３ｃは外周の全周にわたって連続的に形成してもよいし、断続的に形成してもよい。本例の流体通路１０５も、装置１の下方に設けられたハロゲンランプ６ｂからの輻射熱Ｈが当該流体通路１０５を介してウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされている。【００３６】
同図（Ｈ）に示す例は、第２ポケット部１０３の外周に凹部１０３ｃが形成されている点で同図（Ｆ）に示す例と共通するが、この凹部１０３ｃは、第２ポケット部１０３の第２縦壁面１０３ａに加えて、これに対向する第３縦壁面１０３ｄを有する点が相違する。また、第２ポケット部１０３の床面１０３ｂは同図（Ｆ）や同図（Ｇ）の実施形態と同様に浅く形成されている。そして、流体通路１０５の一端１０５ａはこの凹部１０３ｃの第３縦壁面１０３ｄに開口し、他端１０５ｂはサセプタ１０の裏面１０４であって第２ポケット部の第２縦壁面１０３ａより内側に開口し、流体通路１０５は直線状に形成されている。なお、第２ポケット部１０３の凹部１０３ｃは外周の全周にわたって連続的に形成してもよいし、断続的に形成してもよい。本例の流体通路１０５も、装置１の下方に設けられたハロゲンランプ６ｂからの輻射熱Ｈが当該流体通路１０５を介してウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされている。【００３７】
本発明に係るサセプタ１０はさらに改変することができる。図４は本発明に係るサセプタのさらに他の実施形態を示す半平面図及び半断面図であり、本例ではサセプタ１０自体を２つの構造体１０ａ，１０ｂを組み合わせることにより構成し、その際に２つの構造体１０ａ，１０ｂの合わせ面に隙間を形成し、これを流体通路１０５とした例である。【００３８】
すなわち、図４（Ｂ）に示すように本例のサセプタ１０は、第１構造体１０ａを第２構造体１０ｂに載置することにより構成され、これら第１及び第２構造体１０ａ，１０ｂの合わせ面に隙間としての流体通路１０５が形成されている。【００３９】
第１構造体１０ａを第２構造体１０ｂに隙間をもって載置するために、第２構造体１０ｂの上面外周部には、同図（Ａ）に点線で示すようにたとえば１２０度間隔の等配位置に３つの突起１０７が形成されている。また、第１構造体１０ａの裏面外周部には、突起１０７に対応する正規位置（第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂの位置関係が正規な位置をいう。）に突起１０７を受容する凹部１０８が形成されている。第１構造体１０ａを第２構造体１０ｂに支持するだけであれば凹部１０８を設けなくても突起１０７を少なくとも３箇所に設けることで目的が達成されるが、本例のように突起１０７に対応する正規位置に凹部１０８を設けることで第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとを合わせる際の位置決め機能をも司ることになる。突起１０７が本発明に係る支持手段に相当し、突起１０７および凹部１０８が本発明に係る位置決め手段に相当する。【００４０】
このようにサセプタ１０を２つの構造体１０ａ，１０ｂを合わせることにより構成すると、構造体１０ａ，１０ｂの合わせ面全周が流体通路１０５となるので、気相成長の際にウェーハ裏面Ｗ２から放出されたドーパントを、ウェーハ表面Ｗ３に廻り込ませることなく、この全周に形成された流体通路１０５からさらに効率よく排気することができる。また、流体通路１０５となる孔を形成することなく第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとを単に合わせるだけで隙間からなる流体通路１０５が形成されるので加工上の都合もよい。【００４１】
図４に示すタイプのサセプタ１０は、第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとを合わせる際にその合わせ面に流体通路１０５を構成する隙間を形成し、さらにその隙間たる流体通路１０５が、装置１の下方に設けられたハロゲンランプ６ｂからの輻射熱が当該流体通路１０５を介してウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされれば具体的な形状には限定されない。図５（Ａ）〜（Ｃ）に変形例の代表例を示す。【００４２】
図５（Ａ）に示すサセプタ１０は、第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとの合わせ面に形成される流体通路１０５が図３（Ｂ）に示すような屈折形状となるように構成したものであり、第１構造体１０ａの裏面の等配位置３箇所に突起１０７を設け、この突起１０７と第２構造体１０ｂの表面のエッジが当接することにより第１構造体１０ａを第２構造体１０ｂに支持させるものである。【００４３】
また、図５（Ｂ）に示すサセプタ１０も、流体通路１０５の形状が同図（Ａ）に示す流体通路１０５と同様に屈折形状となるように構成したものであるが、支持手段としての突起１０７を第２構造体１０ｂの表面に形成する一方で、位置決め手段としての突起１０９を第２構造体１０ｂの側面に形成し、この突起１０９が第１構造体１０ａの裏面側壁に当接することで第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとの正規位置を決定するものである。【００４４】
さらに図５（Ｃ）に示すサセプタ１０も、流体通路１０５の形状が同図（Ａ）に示す流体通路１０５と同様に屈折形状となるように構成したものであり、また支持手段としての突起１０７を第２構造体１０ｂの表面に形成したものであるが、位置決め手段としての突起１０９を第１構造体１０ａの裏面側壁に形成し、この突起１０９が第２構造体１０ｂの側面に当接することで第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとの正規位置を決定するものである。【００４５】
図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す何れのサセプタ１０においても、図４に示すサセプタ１０と同様に、構造体１０ａ，１０ｂの合わせ面全周が流体通路１０５となるので、気相成長の際にウェーハ裏面Ｗ２から放出されたドーパントを、ウェーハ表面Ｗ３に廻り込ませることなく、この全周に形成された流体通路１０５からさらに効率よく排出することができる。また、流体通路１０５となる孔を形成することなく第１構造体１０ａと第２構造体１０ｂとを単に合わせるだけで隙間からなる流体通路１０５が形成されるので加工上の都合もよい。【００４６】
さらに、流体通路１０５が、ハロゲンランプ６ｂから照射された輻射熱が当該流体通路１０５を通ってウェーハ裏面Ｗ２に直接照射されない形状とされているので、流体通路１０５が設けられた部分に対向するウェーハＷの温度と設けられていない部分に対向するウェーハＷの温度との間に温度差が生じることが防止され、エピタキシャル層の成長ムラの発生を防止することができる。【００４７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。【００４８】
たとえば、上述した実施形態では枚葉式気相成長装置１を例に挙げて本発明のサセプタを説明したが、本発明のサセプタはこれに限定されるものではなく、従来から実施されている複数枚のウェーハを一度に処理するバッチ式気相成長装置に適用可能なことは言うまでもない。
【実施例】
【００４９】
以下、本発明の実施例を示し、比較例と対比することにより、本発明の効果を明らかにする。【００５０】
実施例および比較例の統一条件として、直径２００ｍｍ、主表面の面方位（１００）、比抵抗１５ｍΩ・ｃｍのＰ+型のシリコン単結晶ウェーハを用い、１１５０℃で２０秒間の水素ベーク後、シリコンソースであるＳｉＨＣ１3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気相成長装置内に供給して、エピタキシャル成長温度１１２５℃で、厚さ約６μｍ、比抵抗約１０Ω・ｃｍのＰ型のエピタキシャル膜をウェーハ表面上に成長させた。【００５１】
実施例では、図１に示す枚葉式気相成長装置を使用し、サセプタは図３（Ｃ）に示す形状のものを用いた。具体的には流体通路を構成する孔（大径孔の幅２ｍｍで、小径孔の直径１ｍｍφで幅２ｍｍのスリット状）を４ｍｍピッチ間隔（スリット中心間の距離）で第２縦壁面全域に形成した。【００５２】
比較例では、実施例と同様に、図１に示す枚葉式気相成長装置を使用し、サセプタには流体通路を形成しなかった。【００５３】
実施例および比較例で得られたそれぞれのエピタキシャルシリコウェーハについて、外周端から１００ｍｍまでの領域のエピタキシャル膜中の径方向のドーパント濃度分布をＳＣＰ装置（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈａｒｇｅ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を用いて測定し、この測定結果を基にエピタキシャル膜中の径方向の抵抗率分布を求めた。その結果を図６に示す。【００５４】
図６から明らかなように、実施例では目標とする比抵抗１０Ω・ｃｍのＰ型のエピタキシャル膜が面内均一に得られていることが確認された。これに対して比較例では、抵抗率分布が外周部で大きく低下していることが確認された。
【図１】
2005111266.tif 000002
【図２】
2005111266.tif 000003
【図３】
2005111266.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005111266.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年11月16日(2006.11.16)
【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】
気相成長の際に半導体ウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
気相成長の際の加熱源からの輻射熱が前記半導体ウェーハの裏面に直接照射されない形状の流体通路が前記ウェーハポケットの表面と裏面又は側面との間に形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
【請求項２】
気相成長の際に半導体ウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
前記ウェーハポケットは、前記半導体ウェーハの外周縁部が載置される第１ポケット部と、当該第１ポケット部より小径かつ下側に形成された第２ポケット部を少なくとも有し、
一端が前記第２ポケット部の縦壁面に開口するとともに、他端がサセプタの裏面または側面に開口する流体通路が形成されていることを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
【請求項３】
前記流体通路の、前記サセプタの裏面側の開口は、前記第２ポケット部の縦壁面より外側に形成されていることを特徴とする請求項２記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項４】
前記流体通路の、前記サセプタの裏面側の開口は、前記第２ポケット部の縦壁面より内側に形成されていることを特徴とする請求項２記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項５】
前記流体通路は、直線状又は非直線状に形成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項６】
前記流体通路が複数形成され、当該流体通路の一端が前記第２ポケット部の縦壁面の円周方向に沿って実質的に均等に開口していることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項７】
前記流体通路が複数形成され、当該流体通路の一端が前記第２ポケット部の縦壁面の鉛直方向に並んで開口していることを特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項８】
気相成長の際に半導体ウェーハを受容するためのウェーハポケットが形成されたサセプタにおいて、
前記半導体ウェーハの外周縁部が載置される第１ポケット部を有する第1構造体と、当該第１構造体との隙間から構成される流体通路を介して第1構造体の下側に設けられた第２構造体を少なくとも有し、
前記流体通路の一端が前記第１ポケット部の下側の縦壁面に開口するとともに、他端がサセプタの裏面または側面に開口することを特徴とする気相成長装置用サセプタ。
【請求項９】
前記流体通路内の前記第１構造体及び／又は第２構造体に、前記第１構造体を前記第２構造体に支持するための支持手段が形成されていることを特徴とする請求項８記載の気相成長装置用サセプタ。
【請求項１０】
前記第１構造体と第２構造体との正規位置関係を決定するための位置決め手段を有することを特徴とする請求項８又は９記載の気相成長装置用サセプタ。
【国際調査報告】
2005111266.tif 000008
2005111266.tif 000009
2005111266.tif 000010
2005111266.tif 000011