(57)【要約】  ウエハから作製される半導体チップの歩留まりを向上させることができる、チッピング（欠け）が発生し難い、寿命が長いサセプタを提供する。ウエハ（１０）を載置するポケット（２）を備えたサセプタであって、ポケット（２）のうちの少なくとも一つは、ウエハ（１０）を支持する複数の支持部（３）、ウエハ（１０）の側面（１０ａ）と接触する複数の接触部（４）、およびウエハ（１０）の側面（１０ａ）と接触しない複数の非接触部（５）を備えている。接触部（４）および非接触部（５）は、ポケット（２）の内周壁に交互に形成され、支持部（３）のうちの少なくとも二つは、サセプタを上方から見たときにポケット（２）の中心（Ｏ）と非接触部（５）とを結ぶ線上に形成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエハを載置するポケットを備えたサセプタであって、
上記ポケットのうちの少なくとも一つは、ウエハを支持する複数の支持部、ウエハの側面と接触する複数の接触部、およびウエハの側面と接触しない複数の非接触部を備え、
上記接触部および非接触部は、ポケットの内周壁に交互に形成され、
上記支持部のうちの少なくとも二つは、サセプタを上方から見たときにポケットの中心と非接触部とを結ぶ線上に形成されている、サセプタ。
【請求項２】
一つの接触部の周方向の長さが２ｍｍ以上である、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
ポケットの円周における、上記複数の接触部の周方向の長さの合計の割合が１．５〜５０％である、請求項１または２に記載のサセプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体の製造に用いられるサセプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、良好なＬＥＤを製造するには、半導体チップとなるウエハの表面に積層される薄膜結晶層のエピタキシャル成長を均一に行わせることが重要である。このため、半導体の製造に用いられるサセプタは、エピタキシャル成長を行わせて均一な膜厚の薄膜結晶層を製膜するために、ウエハに対して伝導熱および輻射熱を加えて均一に加熱する必要がある。ところが、サセプタのポケットに載置されたウエハには、ポケットと接触している部分から伝導熱が加わるため、ポケットに接触している外周部分と接触していない中央部分との間でウエハの温度が不均一になり易い。具体的には、ウエハの外周から内側に向かって３ｍｍ程度の領域は、温度差が生じ易いため、半導体チップの歩留まりが悪い。【０００３】
それゆえ、特許文献１に記載のウエハキャリア（サセプタ）等、ポケットの形状に関する種々の提案が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１３−１３８２２４号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、本発明者らが検討したところ、特許文献１に記載のウエハキャリアは、ポケットに載置されたウエハを支持する支持部分と、ウエハの側面と接触している接触部分とが隣接して形成されているため、ウエハに対して伝導熱が局所的に加わり易いことが分かった。このため、ポケットに接触している外周部分と接触していない中央部分との間でウエハに温度差が生じ、半導体チップの歩留まりが悪くなるという課題があることが分かった。【０００６】
また、半導体の製造時にサセプタは回転する。このため、サセプタとウエハとの接触部分を小さくし過ぎると、各種処理時にサセプタを回転させたときに、ポケットに載置されたウエハとの接触部分（衝突部分）に遠心力による応力が集中する。それゆえ、特許文献１に記載のウエハキャリア（サセプタ）では、当該接触部分においてサセプタやウエハにチッピング（欠け）が生じるおそれがあるという課題も存在することが分かった。【０００７】
本発明の一態様は、ウエハから作製される半導体チップの歩留まりを向上させることができるサセプタを提供することを目的とする。また、本発明の一態様は、チッピング（欠け）が発生し難い、寿命が長いサセプタ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】
上記課題を解決するために、本発明は、下記＜１＞〜＜３＞で示される発明を包含している。
＜１＞  ウエハを載置するポケットを備えたサセプタであって、上記ポケットのうちの少なくとも一つは、ウエハを支持する複数の支持部、ウエハの側面と接触する複数の接触部、およびウエハの側面と接触しない複数の非接触部を備え、上記接触部および非接触部は、ポケットの内周壁に交互に形成され、上記支持部のうちの少なくとも二つは、サセプタを上方から見たときにポケットの中心と非接触部とを結ぶ線上に形成されている、サセプタ。
＜２＞  一つの接触部の周方向の長さが２ｍｍ以上である、＜１＞に記載のサセプタ。
＜３＞  ポケットの円周における、上記複数の接触部の周方向の長さの合計の割合が１．５〜５０％である、＜１＞または＜２＞に記載のサセプタ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、サセプタには、ポケットの内周壁に交互に接触部および非接触部が形成され、サセプタを上方から見たときにポケットの中心と非接触部とを結ぶ線上に支持部のうちの少なくとも二つが形成されている。従って、ウエハは、ポケットに接触している外周部分と接触していない中央部分との間で温度差が生じ難いので、品質が向上する。それゆえ、ウエハから作製される半導体チップの歩留まりを向上させることができるサセプタを提供することができるという効果を奏する。また、複数の接触部および複数の非接触部が、ポケットの内周壁に交互に形成されているので、ポケットに載置されたウエハとの接触部分（衝突部分）への遠心力による応力集中が低減する。それゆえ、サセプタやウエハにチッピング（欠け）が発生し難い、寿命が長いサセプタを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係るサセプタの一例を示す、（ａ），（ｂ）共に概略の平面図である。
【図２】上記サセプタに形成されたポケットの内の一つ（実施例１、比較例１，２）を示す図であり、（ａ）は上記ポケットの概略の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】上記ポケット（実施例１）の要部を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は支持部の概略の平面図であり、（ｄ）〜（ｆ）は接触部の概略の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態であって、上記ポケットの変形例および実施例２を示す図であり、（ａ）は上記ポケットの概略の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各実施形態や各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。尚、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ〜Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。
【００１２】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、以下に説明する。
【００１３】
本発明の一実施形態に係るサセプタは、ウエハを載置するポケットを備えたサセプタであって、上記ポケットのうちの少なくとも一つは、ウエハを支持する複数の支持部、ウエハの側面と接触する複数の接触部、およびウエハの側面と接触しない複数の非接触部を備え、上記接触部および非接触部は、ポケットの内周壁に交互に形成され、上記支持部のうちの少なくとも二つは、サセプタを上方から見たときにポケットの中心と非接触部とを結ぶ線上に形成されている。
【００１４】
図１に示すように、円盤状のサセプタ（「台座」、「基板支持体」、「ウエハキャリア」等とも称される）１は、半導体の製造に用いられる例えばＭＯＣＶＤ装置等の製造装置に取り付けられる部材であり、高純度の等方性黒鉛や炭化ケイ素焼結体等の炭素系材料から形成されている。具体的には、例えば、高純度の等方性黒鉛の表面にＳｉＣがコーティングされたサセプタが好適である。サセプタ１の直径は、半導体の製造装置に応じて適宜設定されるため、特に限定されない。
【００１５】
サセプタ１は、半導体製造工程においてサファイアウエハ、窒化ガリウムウエハ、シリコンウエハ等の半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）を載置し、加熱すると共に水平方向に回転して、当該ウエハの表面に薄膜結晶層をエピタキシャル成長させて積層するために使用される。また、サセプタ１は、ウエハの表面に酸化物層や窒化物層を形成する表面改質、ウエハの表面に付着した汚染物を除去する表面清浄、或いはアニーリングを行うときにも使用される。
【００１６】
サセプタ１の上面には少なくとも一つ、または複数のポケット（「凹部」、「ザグリ」等とも称される）２が形成されており、当該ポケット２にウエハを載置して各種処理を行う。サセプタ１の下方には、当該サセプタ１を加熱するヒータや高周波誘導コイル等の加熱装置（図示しない）が設置されている。サセプタ１は、載置する全てのウエハに対して均等に加熱を行うことができるように、ポケット２の個数および配置、並びに加熱装置の配置が設計されている。尚、ポケット２の個数および配置は、サセプタ１およびウエハの大きさに応じて、最も多くのポケット２が形成されるように決定すればよく、特に限定されない。従って、図１に示されているサセプタ１に形成されているポケット２の個数、配置、および大きさ（サイズ）は、一例に過ぎない。
【００１７】
ポケット２の直径（φ）は、接触部４が形成されている部分の内周壁の直径を指す（非接触部５が形成されている部分の内周壁の直径ではない）。尚、ポケット２の直径を１００としたとき、当該ポケット２に載置される最も小さいウエハ１０の直径は、通常、９８以上、１００未満である。ウエハ１０の直径が９８未満であると、サセプタ１の回転開始時や回転終了時等に、サセプタ１やウエハ１０に、衝突によるチッピング（欠け）が発生し易くなる場合がある。また、本明細書において単に「内周壁」と記載した場合には、接触部４が形成されている部分の内周壁を指す。
【００１８】
複数のポケット２は、サセプタ１を上方から見たときに略円形状であり、図１の（ａ）に示すように、互いに独立して形成されていてもよく、図１の（ｂ）に示すように、互いに連通するように形成されていてもよい。ポケット２は、ウエハを載置した状態でのガスの流れや温度分布を考慮して、ポケット２ごとにその深さを深くしたり浅くしたりすることによって形成されている。
【００１９】
ポケット２が互いに独立して形成されている場合を例に挙げてさらに説明する。実施例１として図２に示すように、ポケット２のうちの少なくとも一つは、ウエハ１０を支持する複数の支持部３、ウエハ１０の側面１０ａと接触する複数の接触部４、およびウエハ１０の側面１０ａと接触しない複数の非接触部５を備えている。上記接触部４および非接触部５は、ポケット２の内周壁に交互に形成され、上記支持部３のうちの少なくとも二つは、サセプタ１を上方から見たときにポケット２の中心Ｏと非接触部５とを結ぶ線上に形成されている。尚、支持部３、接触部４、および非接触部５の個数および配置は、サセプタ１におけるポケット２の形成位置、加熱装置の位置等に応じて適宜決定すればよく、特に限定されない。従って、図２に示されている、支持部３、接触部４、および非接触部５が各６個で等間隔に配置されているポケット２（実施例１）は、一例に過ぎない。
【００２０】
支持部（「タブ」とも称される）３は、一つのサセプタ１に複数形成され、ポケット２に載置されたウエハ１０を、当該ウエハ１０の下面と接して、支持するようになっている。支持部３の個数は、載置したウエハ１０を安定に支持することができるように、少なくとも三つあればよく、特に限定されない。ポケット２の底面２ａからの支持部３の高さは、ウエハ１０の反りを考慮して、底面２ａからの輻射熱がウエハ１０に適度に加わる程度の高さであればよく、例えば０．０２〜１．５ｍｍの範囲内、好ましくは０．０２〜０．５ｍｍの範囲内とすればよい。但し、ポケット２の底面２ａからの支持部３の高さは、ウエハ１０と底部２ａとが接触しない高さであればよく、特に限定されない。支持部３におけるウエハ１０との接触面積は、ウエハ１０が支持部３に安定に支持されると共に、支持部３からも伝導熱があるため、当該支持部３からの伝導熱ができる限り少なくなる面積であればよく、特に限定されない。
【００２１】
支持部３の形状（ポケット２を上方から見たときの形状）は、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、山型等の種々の形状があるものの、特に限定されない。また、図３の（ａ）〜（ｃ）では、支持部３は、底面２ａから突出し、非接触部５に接触して形成されているものの、非接触部５に接触しないで、ポケット２における、非接触部５の形成位置に隣接した位置に形成されていてもよい。即ち、支持部３のうちの少なくとも二つ、特に好ましくは複数の支持部３の全ては、サセプタ１を上方から見たときにポケット２の中心Ｏと非接触部５とを結ぶ線上に形成されていればよく、非接触部５に接触している必要は無い。また、支持部３は、サセプタ１を上方から見たときに、非接触部５の中心部分に位置していなくてもよい。
【００２２】
接触部４は、ポケット２の内周壁を構成し、少なくともサセプタ１の回転時にウエハ１０の側面１０ａと接触し、好ましくは、ウエハ１０の側面１０ａと面接触する。つまり、ポケット２においては、接触部４と、ポケット２に載置したウエハ１０の側面１０ａとが接触し、好ましくは面接触するようになっている。ここで、「面接触する」とは、実質的に面接触している状態を包含する。具体的には、ポケット２の直径（接触部４が形成されている部分の内周壁の直径）を基準として、ウエハ１０と接触している接触部４上の任意の点とポケット２に載置されるウエハ１０の側面１０ａとの最短距離が、０（接触部４がウエハ１０の側面１０ａに物理的に接触している状態）から、上記直径の２％以下までの距離、好ましくは１％以下までの距離に接近している状態を指す。従って、接触部４全体にわたって当該接触部４がウエハ１０の側面１０ａに物理的に接触している必要は無い。
【００２３】
一つの接触部４の周方向の長さ（ポケット２を上方から見たときの周方向の長さ）は、ウエハ１０の接触部分への遠心力による応力集中を低減するために、２ｍｍ以上であることが好ましい。接触部４の個数および個々の接触部４の周方向の長さは、ウエハ１０の温度を均一にすることができるように設定すればよく、特に限定されない。また、ポケット２の円周（接触部４が形成されている箇所の円の円周）における、上記複数の接触部４の周方向の長さの合計の割合は、１．５〜５０％であることが好ましい。
【００２４】
ポケット２における、接触部４が形成されている部分の内周壁の断面形状は、図３の（ｄ）に示すように、底面２ａから上に向かって垂直となっていてもよく、図３の（ｅ）に示すように、底面２ａから上に向かって拡がるような傾斜が設けられていてもよく、図３の（ｆ）に示すように、底面２ａから上に向かって狭まるような傾斜が設けられていてもよい。尚、上記傾斜の角度は、底面２ａから上に向かって垂直に内周壁が形成されている場合を０°として、−１０°〜１０°程度が好適である。
【００２５】
非接触部５は、ポケット２の内周壁における、支持部３の形成位置に隣接した位置に形成されている。従って、支持部３が形成されているところに接触部４は形成されていない。このため、ポケット２においては、支持部３と接触部４とが隣接して形成されていないので、ウエハ１０に対して伝導熱が局所的に加わらないようになっている。
【００２６】
非接触部５は、当該非接触部５からのウエハ１０に対する伝導熱の影響が無いように、ウエハ１０から離間している。つまり、非接触部５は、接触部４よりも、ポケット２の中心Ｏから離れた位置に形成されていればよい。
【００２７】
非接触部５は、接触部４の分割等を行うために、必要に応じて、支持部３の形成位置に隣接しない位置（支持部３が形成されていないところ）に形成されていてもよい。また、図１の（ｂ）に示すように、複数のポケット２が互いに連通している場合には、連通部分ａも非接触部に相当し、当該連通部分ａには、支持部３が形成されていなくてもよい。
【００２８】
また、ポケット２には、本実施の形態に係る配置で支持部３、接触部４および非接触部５が形成されている箇所が複数存在していればよい。即ち、本実施の形態に係るポケット２には、従来の配置で支持部、接触部および非接触部が形成されている箇所が存在していてもよい。さらに、サセプタ１に複数のポケット２が設けられている場合において、当該サセプタ１には、本実施の形態に係るポケット２が少なくとも一つ形成されていればよい。即ち、本実施の形態に係るポケット２が少なくとも一つ形成されているサセプタ１には、従来の個数および配置で支持部、接触部および非接触部が形成されたポケットがさらに形成されていてもよい。従って、ウエハ１０を載置するポケット２を複数備え、これらポケット２の内の少なくとも一つが、上述した構成の支持部３、接触部４、および非接触部５を備えるサセプタも、本発明の実施形態に包含される。
【００２９】
本発明の一実施形態に係るサセプタは、半導体の製造に用いられる。半導体の製造装置は、排気口を有するチャンバ、チャンバ内に収容されるサセプタ、チャンバ内に原料ガスを供給する原料ガス供給装置、チャンバ内にキャリアガスを供給するキャリアガス供給装置、サセプタを回転させる回転装置、およびチャンバ内を加熱するチャンバ加熱装置を少なくとも備えている。半導体の製造装置は、サセプタを回転させながら、当該サセプタに載置したウエハの表面に薄膜結晶層を製膜して積層し、半導体を製造する。つまり、半導体は、サセプタを回転させ、当該サセプタに載置したウエハを加熱し、表面に薄膜結晶層を製膜して積層する方法によって製造される。
【００３０】
上記製造装置によって各種処理が施されたウエハは、チップ化、パッケージ（モジュール）化されて半導体デバイスとされ、例えばＬＥＤ等の各種製品とされる。
【００３１】
〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。尚、説明の便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
【００３２】
実施形態１において説明した支持部３、接触部４および非接触部５は、ポケット２内に等間隔に（例えばポケット２を上方から見たときに線対称または点対称となるように）形成されている必要はなく、サセプタ１における当該ポケット２の形成位置、加熱装置の位置等に応じて、ウエハ１０に対して伝導熱を均一に加えることができるように、その個数、配置、および大きさ（長さ）が適宜設定される。従って、サセプタ１に複数のポケット２が設けられている場合において、個々のポケット２の支持部３、接触部４および非接触部５の個数、配置、および大きさ（長さ）は、互いに異なっていてもよい。
【００３３】
具体的には、実施形態１における説明を行うのに用いた、支持部３、接触部４、および非接触部５が各６個（偶数）で等間隔に配置されているポケット２（図２の実施例１）は、一例に過ぎない。本発明の他の実施形態であって、上記ポケット２の変形例（パターン）としては、図４に示すように、例えば、支持部３、接触部４、および非接触部５が各５個（奇数）で配置されているポケット２（変形例１）、支持部３、接触部４、および非接触部５が各６個で、等間隔でない間隔で配置されているポケット２（変形例２）等、種々の例が挙げられる。
【実施例】
【００３４】
次に、本発明に係るサセプタに関して、実施例および比較例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明は係る実施例のみに制限されるものではない。【００３５】
〔実施例１〕
サセプタに、独立して形成されたポケットである、実施例１として図２の（ａ），（ｂ）に示すポケット２を作製した。即ち、高純度の等方性黒鉛の表面にＳｉＣがコーティングされたサセプタであって、ポケット２の直径（φ）は５０ｍｍであり、ポケット２に六つの支持部３を備え、当該支持部３の形成位置に隣接するポケット２の内周壁に、非接触部５が六つ形成され、当該非接触部５間に、一つの長さ（ポケットを上方から見たときの周方向の長さ）が１３ｍｍの接触部４が六つ形成された、円周における接触部４の周方向の長さの合計の割合が約５０％のサセプタを作製した。そして、図２の（ｂ）に示すように、ポケット２にウエハ１０を載置した上記サセプタを用いて半導体を製造した。【００３６】
〔実施例２〕
実施例２として図４の（ａ），（ｂ）に示すように、ポケット２の直径（φ）を２００ｍｍとし、各接触部４の長さを２ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、円周における接触部４の周方向の長さの合計の割合が約１．９％のサセプタを作製し、半導体を製造した。【００３７】
〔比較例１〕
サセプタに、独立して形成されたポケットである、比較例１として図２の（ａ）に示すポケット２’を作製した。即ち、高純度の等方性黒鉛の表面にＳｉＣがコーティングされたサセプタであって、ポケット２’に六つの支持部３’を備え、当該支持部３’の形成位置に隣接するポケット２’の内周壁に、一つの長さ（ポケットを上方から見たときの周方向の長さ）が１ｍｍの接触部４’が六つ形成され、当該接触部４’間に非接触部５’が六つ形成されたサセプタを作製した。そして、図２の（ｂ）に示すように、ポケット２’にウエハ１０を載置した上記サセプタを用いて半導体を製造した。【００３８】
〔比較例２〕
サセプタに、独立して形成されたポケットである、比較例２として図２の（ａ）に示すポケット２''を作製した。即ち、高純度の等方性黒鉛の表面にＳｉＣがコーティングされたサセプタであって、ポケット２''に六つの支持部３''を備え、ポケット２''の内周壁全周にわたって接触部４''が形成されたサセプタを作製した。そして、図２の（ｂ）に示すように、ポケット２''にウエハ１０を載置した上記サセプタを用いて半導体を製造した。【００３９】
（結果）
比較例１のサセプタと比較して、実施例１のサセプタの寿命は二倍となった。また、ウエハから作製される半導体チップの歩留まりが１０％向上した。【００４０】
比較例２のサセプタと比較して、実施例１のサセプタの寿命は同程度であったものの、ウエハから作製される半導体チップの歩留まりが２０％向上した。【００４１】
比較例１のサセプタと比較して、実施例２のサセプタの寿命は二倍となった。また、ウエハから作製される半導体チップの歩留まりが１５％向上した。【００４２】
比較例２のサセプタと比較して、実施例２のサセプタの寿命は同程度であったものの、ウエハから作製される半導体チップの歩留まりが２５％向上した。【００４３】
比較例１のサセプタは、一つの接触部４’の長さが１ｍｍと短く、また、支持部３’が形成されているところに接触部４’も形成されているので、ウエハ１０に対して伝導熱が局所的に加わり易い。このため、ポケット２’に接触している外周部分と接触していない中央部分との間でウエハ１０に温度差が生じ、半導体チップの歩留まりが悪くなった。また、一つの接触部４’の長さが１ｍｍと短いため、各種処理時にサセプタを回転させたときに当該接触部４’に遠心力による応力が集中し、サセプタやウエハ１０にチッピングが生じ易くなった。【００４４】
比較例２のサセプタは、ポケット２''の内周壁全周にわたって接触部４''が形成されているので、ウエハ１０の全周にわたって伝導熱が多く加わるだけでなく、支持部３''の近傍では当該支持部３''からの伝導熱も加わり、ポケット２''に接触している外周部分と接触していない中央部分との間でウエハ１０に大きな温度差が生じ、半導体チップの歩留まりが悪くなった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明に係るサセプタは、半導体の製造に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１  サセプタ
２  ポケット
３  支持部
４  接触部
５  非接触部
１０  ウエハ
【図１】
2020071308.tif 000003
【図２】
2020071308.tif 000004
【図３】
2020071308.tif 000005
【図４】
2020071308.tif 000006
【国際調査報告】
2020071308.tif 000007
2020071308.tif 000008
2020071308.tif 000009
2020071308.tif 000010