【手続補正書】
【提出日】平成23年8月1日(2011.8.1)
【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】
凹部とこの凹部内に形成されたリング状の段差部とを有し前記凹部のうち前記段差部を除く底壁に複数の貫通孔が形成されかつ反応容器内に配置されたサセプタと、前記貫通孔に挿通されウェーハを一時的に保持するリフトピンとを備え、前記ウェーハを前記リフトピンで一時的に保持した後に前記ウェーハの外周部下面を前記段差部に載せることにより前記ウェーハが前記凹部に収容され、原料ガスを前記反応容器に流通させることにより前記凹部に収容された前記ウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されるエピタキシャルウェーハの保持具において、
前記エピタキシャル層が前記ウェーハ表面に形成されるときに、前記リフトピンが前記底壁上面より上方に突出し、前記底壁上面を基準とする前記リフトピンの頭頂部の高さｈが０ｍｍを超えた位置から前記リフトピンの前記ウェーハに接触する直前までの範囲に設定されたことを特徴とするエピタキシャルウェーハの保持具。
【請求項２】
サセプタの段差部上面の延長面と前記サセプタの凹部のうちリフトピン位置での底壁上面の延長面との距離Ｈが０．１〜１ｍｍである請求項１記載のエピタキシャルウェーハの保持具。
【請求項３】
エピタキシャル層がウェーハ表面に形成されるときに、リフトピンが底壁上面より上方に突出し、前記底壁上面を基準とする前記リフトピンの頭頂部の高さｈが０．０５ｍｍ以上かつ前記リフトピンの前記ウェーハに接触する直前までの範囲に設定される請求項１記載のエピタキシャルウェーハの保持具。
【請求項４】
サセプタがＳｉＣ膜により被覆されたカーボンにより形成され、リフトピンがＳｉＣ、グラシーカーボン又は石英のいずれかにより形成された請求項１ないし３いずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの保持具。
【請求項５】
凹部とこの凹部内に形成されたリング状の段差部とを有し、前記凹部のうち前記段差部を除く底壁に複数の貫通孔が形成されたサセプタを反応容器内に配置し、前記貫通孔に挿通されたリフトピンでウェーハを一時的に保持した後に前記ウェーハの外周部下面を前記段差部に載せることにより前記ウェーハを前記凹部に収容し、原料ガスを前記反応容器に流通させることにより前記凹部に収容された前記ウェーハの表面にエピタキシャル層を形成するエピタキシャルウェーハの製造方法において、
前記エピタキシャル層を前記ウェーハ表面に形成するときに、前記リフトピンが前記底壁上面より上方に突出し、前記底壁上面を基準とする前記リフトピンの頭頂部の高さｈを０ｍｍを超えた位置から前記リフトピンの前記ウェーハに接触する直前までの範囲に設定す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。
【請求項６】
サセプタの段差部上面の延長面と前記サセプタの凹部のうちリフトピン位置での底壁上面の延長面との距離Ｈが０．１〜１ｍｍである請求項５記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項７】
エピタキシャル層をウェーハ表面に形成するときに、リフトピンが底壁上面より上方に突出し、前記底壁上面を基準とする前記リフトピンの頭頂部の高さｈを０．０５ｍｍ以上かつ前記リフトピンの前記ウェーハに接触する直前までの範囲に設定する請求項５記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【請求項８】
サセプタをＳｉＣ膜により被覆されたカーボンにより形成し、リフトピンをＳｉＣ、グラシーカーボン又は石英のいずれかにより形成した請求項５ないし７いずれか１項に記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】エピタキシャルウェーハの保持具及びそのウェーハの製造方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、反応容器内のサセプタに載せられたシリコンウェーハ等の半導体ウェーハを回転させながらその表面にエピタキシャル層を形成するときにウェーハを保持する保持具と、このエピタキシャルウェーハを製造する方法に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
上記従来の特許文献１に示されたエピタキシャルウェーハ製造方法では、リフトピンが貫通穴に隙間無く嵌まるように、リフトピンを皿形状に形成しかつリフトピンのヘッド部上面をサセプタ上面に一致させている。しかし、上記特許文献１に示された製造方法では、サセプタとリフトピンの形状や材質の違いによる熱伝導率の差が未だ生じており、またリフトピンの上部から下部への熱放出が未だ発生しているため、上側ランプ及び下側ランプの出力比を変更すると、リフトピンに対向する位置のエピタキシャル層の膜厚に凹凸が発生する問題点があった。
一方、ウェーハの下面にこのウェーハを支持するサセプタが存在するため、ウェーハの上面及び下面を均一に加熱すべく、下側ランプの出力を上側ランプの出力より大きくしている。この場合、ウェーハ裏面の温度がサセプタの温度より低くなり、ウェーハ裏面にシリコンが堆積するため、下側ランプの出力を下げようとすると、上記のようにリフトピンに対向する位置のエピタキシャル層の膜厚に凹凸が発生する問題点があった。
本発明の目的は、上側ランプ及び下側ランプの出力比を変量しても、リフトピンに対向する位置のエピタキシャル層に凹凸を発生させず、かつウェーハ裏面にシリコンを堆積させない、エピタキシャルウェーハの保持具及びそのウェーハの製造方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
請求項１に係る発明は、凹部とこの凹部内に形成されたリング状の段差部とを有し凹部のうち段差部を除く底壁に複数の貫通孔が形成されかつ反応容器内に配置されたサセプタと、貫通孔に挿通されウェーハを一時的に保持するリフトピンとを備え、ウェーハをリフトピンで一時的に保持した後にウェーハの外周部下面を段差部に載せることによりウェーハが凹部に収容され、原料ガスを反応容器に流通させることにより凹部に収容されたウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されるエピタキシャルウェーハの保持具の改良である。その特徴ある構成は、エピタキシャル層がウェーハ表面に形成されるときに、リフトピンが底壁上面より上方に突出し、底壁上面を基準とするリフトピンの頭頂部の高さｈが０ｍｍを超えた位置からリフトピンのウェーハに接触する直前までの範囲に設定されたところにある。
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更にサセプタの段差部上面の延長面とサセプタの凹部のうちリフトピン位置での底壁上面の延長面との距離Ｈが０．１〜１ｍｍであることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更にエピタキシャル層がウェーハ表面に形成されるときに、リフトピンが底壁上面より上方に突出し、底壁上面を基準とするリフトピンの頭頂部の高さｈが０．０５ｍｍ以上かつリフトピンのウェーハに接触する直前までの範囲に設定されることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか１項に係る発明であって、更にサセプタがＳｉＣ膜により被覆されたカーボンにより形成され、リフトピンがＳｉＣ、グラシーカーボン又は石英のいずれかにより形成されたことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
請求項５に係る発明は、凹部とこの凹部内に形成されたリング状の段差部とを有し、凹部のうち段差部を除く底壁に複数の貫通孔が形成されたサセプタを反応容器内に配置し、貫通孔に挿通されたリフトピンでウェーハを一時的に保持した後にウェーハの外周部下面を段差部に載せることによりウェーハを凹部に収容し、原料ガスを反応容器に流通させることにより凹部に収容されたウェーハの表面にエピタキシャル層を形成するエピタキシャルウェーハの製造方法の改良である。その特徴ある構成は、エピタキシャル層をウェーハ表面に形成するときに、リフトピンが底壁上面より上方に突出し、底壁上面を基準とするリフトピンの頭頂部の高さｈを０ｍｍを超えた位置からリフトピンのウェーハに接触する直前までの範囲に設定するところにある。
請求項６に係る発明は、請求項５に係る発明であって、更にサセプタの段差部上面の延長面とサセプタの凹部のうちリフトピン位置での底壁上面の延長面との距離Ｈが０．１〜１ｍｍであることを特徴とする。
請求項７に係る発明は、請求項５に係る発明であって、更にエピタキシャル層をウェーハ表面に形成するときに、リフトピンが底壁上面より上方に突出し、底壁上面を基準とするリフトピンの頭頂部の高さｈを０．０５ｍｍ以上かつリフトピンのウェーハに接触する直前までの範囲に設定することを特徴とする。
請求項８に係る発明は、請求項５ないし７いずれか１項に係る発明であって、更にサセプタをＳｉＣ膜により被覆されたカーボンにより形成し、リフトピンをＳｉＣ、グラシーカーボン又は石英のいずれかにより形成したことを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
このように構成されたエピタキシャルウェーハの製造装置を用いてエピタキシャルウェーハを製造する方法を説明する。先ず回転軸１４を反応容器１１に対して相対的に下降させる（図２）。これによりリフトピン１６の下端が下側ドーム１１ｂの下壁１１ｅ上面に当接し、リフトピン１６の頭頂部１６ｄがサセプタ１３の上面より上方に突出する。この状態でシリコンウェーハ１２を載せた搬送用ブレード１９を反応容器１１に挿入し、シリコンウェーハ１２をリフトピン１６上に置いてリフトピン１６によりシリコンウェーハ１２を一時的に保持させる（図３）。次に回転軸１４を反応容器１１に対して相対的に上昇させる。これによりリフトピン１６の下端が下側ドーム１１ｂの下壁１１ｅ上面から離れ、リフトピン１６のリフト用頭部１６ｃが貫通孔１３ｄの大径孔部１３ｇに収容される（図１）。このときリフトピン１６のリフト用テーパ部１６ｂが貫通孔１３ｄのテーパ孔部１３ｆに接触して、リフトピン１６の頭頂部１６ｄの高さｈが０ｍｍを超えた位置からリフトピン１６のシリコンウェーハ１２に接触する直前までの範囲になる。またシリコンウェーハ１２はその外周部下面が段差部１３ｂ上面に載り、シリコンウェーハ１２が凹部１３ａに収容される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
シリコンウェーハ１２表面へのエピタキシャル層の形成が完了すると、回転軸１４を反応容器１１に対して相対的に下降させる。これによりリフトピン１６の下端が下側ドーム１１ｂの下壁１１ｅ上面に当接するとともに、リフトピン１６の頭頂部１６ｄがシリコンウェーハ１２の下面に当接してリフトピン１６がシリコンウェーハ１２を押上げる（図３）。次にシリコンウェーハ１２とサセプタ１３との間に搬送用ブレード１９を挿入した後に、このブレード１９を上昇させることによりブレード１９上にシリコンウェーハ１２を載せる（図２）。これによりエピタキシャル層が形成されたシリコンウェーハ１２を反応容器１１から取出すことができる。なお、この実施の形態では、半導体ウェーハとしてシリコンウェーハを挙げたが、ＧａＡｓウェーハ，ＩｎＰウェーハ，ＺｎＳウェーハ、或いはＺｎＳｅウェーハでもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
ランプ加熱方式の横型枚葉式エピタキシャル成長装置（ＡＭＡＴ社製）を用意した。先ずこの装置の上側ランプの出力Ｗaと下側ランプの出力Ｗbとの比（Ｗa：Ｗb）を５０：５０に設定し、キャリアガス（Ｈ2）を流した。この状態で回転軸１４を反応容器１１に対して相対的に下降させた（図２）。これによりリフトピン１６の下端が下側ドーム１１ｂの下壁１１ｅ上面に当接し、リフトピン１６の頭頂部１６ｄがサセプタ１３の上面より上方に突出した。この状態で結晶の面方位が＜１００＞である直径３００ｍｍのｐ型シリコンウェーハ１２を載せた搬送用ブレード１９を反応容器１１に挿入し、シリコンウェーハ１２をリフトピン１６上に置いてリフトピン１６によりシリコンウェーハ１２を一時的に保持させた（図３）。次に回転軸１４を反応容器１１に対して相対的に上昇させた。これによりリフトピン１６の下端が下側ドーム１１ｂの下壁１１ｅ上面から離れ、リフトピン１６のリフト用頭部１６ｃが貫通孔１３ｄの大径孔部１３ｇに収容された（図１）。このときリフトピン１６のリフト用テーパ部１６ｂが貫通孔１３ｄのテーパ孔部１３ｆに接触して、リフトピン１６の頭頂部１６ｄの高さｈが＋０．０５ｍｍであった。即ち、リフトピン１６が底壁１３ｃ上面より０．０５ｍｍだけ上方に突出した。またシリコンウェーハ１２はその外周部下面が段差部１３ｂ上面に載り、シリコンウェーハ１２が凹部１３ａに収容された。この状態で上側ランプ及び下側ランプの出力比Ｗa：Ｗbを５０：５０に保ったままこれらのランプでシリコンウェーハ１２を加熱しながら、ガス導入管１７及びガス供給口１１ｃを通して反応容器１１内に原料ガス（ＳｉＨＣｌ3）をキャリアガス（Ｈ2）とともに導入し、シリコンウェーハ１２表面に厚さ３μｍのシリコン単結晶薄膜からなるエピタキシャル層を形成してエピタキシャルウェーハを作製した。なお、サセプタ１３の段差部１３ｂ上面の延長面とサセプタ１３の凹部１３ａのうちリフトピン１６位置での底壁１３ｃ上面の延長面との距離Ｈが０．３ｍｍであり、シリコンウェーハの中央部における放射温度計による温度は１１００℃であった。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
＜比較例１＞
上側ランプの出力Ｗaと下側ランプの出力Ｗbとの比（Ｗa：Ｗb）を４２：５８に設定したこと以外は、実施例１と同様にしてエピタキシャルウェーハを作製した。
＜比較例２＞
上側ランプの出力Ｗaと下側ランプの出力Ｗbとの比（Ｗa：Ｗb）を４６：５４に設定したこと以外は、実施例１と同様にしてエピタキシャルウェーハを作製した。
＜比較例３＞
上側ランプの出力Ｗaと下側ランプの出力Ｗbとの比（Ｗa：Ｗb）を４２：５８に設定し、リフトピンのリフト用頭部を貫通孔の大径孔部に収容したときのリフトピンの頭頂部の高さｈが＋０．１２ｍｍであった（リフトピンが底壁上面より０．１２ｍｍだけ上方に突出した）こと以外は、実施例１と同様にしてエピタキシャルウェーハを作製した。
＜比較例４＞
上側ランプの出力Ｗaと下側ランプの出力Ｗbとの比（Ｗa：Ｗb）を４６：５４に設定し、リフトピンのリフト用頭部を貫通孔の大径孔部に収容したときのリフトピンの頭頂部の高さｈが＋０．１２ｍｍであった（リフトピンが底壁上面より０．１２ｍｍだけ上方に突出した）こと以外は、実施例１と同様にしてエピタキシャルウェーハを作製した。