DE102005045081B4 - Suszeptor - Google Patents

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Abstract

Suszeptor (1), von dem mindestens eine Oberfläche (2a, 3a, 3b) mit SiC beschichtet ist und der eine Vertiefung (3) aufweist, wobei in der Vertiefung (3) ein runder Abschnitt (3c) zwischen einem Wafer-Berührungsabschnitt (3a), wo ein Wafer (W) angeordnet ist und in Berührung damit kommt, und einem vertikalen Außenumfangsabschnitt (3b) ausgebildet ist, der vertikal von dem Wafer-Berührungsabschnitt (3a) nach oben steht, und wobei ein ringförmiger SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt (4a) mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 5 μm bis 10 μm ausgebildet ist, der innerhalb des runden Abschnitts (3c) in einem Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger, gemessen von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt (3b) der Vertiefung (3) aus, vorgesehen ist; und wobei der Wafer-Berührungsabschnitt (3a), wo der Suszeptor (1) mit dem Wafer (W) in der Vertiefung (3) in Berührung kommt, eine polierte Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 0,5 μm oder mehr...

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft einen Suszeptor und insbesondere einen Suszeptor, in dem ein SiC-Film, der auf einer Wafer-Ablage ausgebildet wird, teilweise ohne Polieren derart zurückgelassen wird, dass er einen Oberflächenabschnitt für ein SiC-Kornwachstum ist.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Eine Halbleitervorrichtung wird durch viele Herstellungsprozesse hergestellt. Als Suszeptoren, die in einen Epitaxiewachstumsprozess eines Halbleiter-Wafers verwendet werden, wird oft ein SiC-Element wegen der niedrigen Reaktivität und der hohen Festigkeit verwendet, in dem SiC auf einem Kohlenstoffbasismaterial aufgetragen ist.
  • Es gibt einen plattenähnlichen Suszeptor, in dem eine einzelne Wafer-Aufnahmevertiefung auf einem ebenen bzw. planaren Suszeptor-Basismaterial ausgebildet ist, und einen Suszeptor, in dem viele Vertiefungen auf einem planaren Suszeptor-Basismaterial ausgebildet sind.
  • Der Suszeptor wird durch Beschichten von SiC auf einem Kohlenstoffbasismaterial hergestellt, in dem eine Vertiefung mittels mechanischem Schleifen oder Ähnlichem ausgebildet wird, worauf die Verwendung wie beschichtet in einer Wärmebehandlung oder Ähnliches folgt (vgl. die ungeprüfte, japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 56-010 921 A oder worauf ein weiteres Polieren der SiC-beschichteten Oberfläche unter Verwendung einer Poliermaschine folgt, wonach die Verwendung in der Wärmebehandlung oder Ähnlichem folgt (vgl. die ungeprüfte, japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 07-335572 A .
  • In den Suszeptoren, die nach den herkömmlichen Herstellungsverfahren hergestellt werden, arbeiten jedoch, wenn der Suszeptor als mit einem SiC-Film beschichtet in der Wärmebehandlung oder Ähnlichem in JP 56-010921 A verwendet wird, da SiC sehr hart ist, Scheitel bzw. Spitzen der Körner wie eine Schneide zum Schneiden einer Oberfläche des Halbleiter-Wafers. Zudem, wenn die beschichtete Oberfläche poliert wird und verwendet wird, wie in der JP 07-335572 A gezeigt wird, wird eine Belastung bzw. Spannung während des Poliervorgangs in der Nachbarschaft eines Grenzabschnitts zwischen einem Bodenoberflächenabschnitt der Vertiefung, worauf ein Halbleiter-Wafer angebracht ist, und eines vertikalen Abschnitts davon konzentriert, wodurch feine Risse in dem Film verursacht werden. Zudem werden in einigen Fällen aufgrund der thermischen Spannung während der Wärmebehandlung mit dem feinen Riss als Ausgangspunkt Risse, wie in 6 gezeigt ist, auf der beschichteten Oberfläche erzeugt, wodurch sich eine kurze Lebensdauer ergibt.
  • Wenn die Gesamtoberfläche der Vertiefung, wo ein Wafer angeordnet wird, poliert wird, kann der Wafer zudem aufgrund eines Gases in der Vertiefung, das an einer Berührungsgrenzfläche verbleibt, leicht gleiten und das Gas verbleibt an einem Randeckenabschnitt der Vertiefung. Folglich besteht ein Problem darin, dass aufgrund der Zentrifugalkraft in Verbindung mit einer Drehbewegung des Suszeptors und eines Einflusses des Gases der Wafer von der Vertiefung abhebt.
  • Um diese Probleme zu überwinden, wurden Gegenmaßnahmen angewandt, zum Beispiel das Anordnen von Löchern, die mit einer Suszeptor-Bodenoberfläche auf einer Wafer-Berührungsoberfläche der Vertiefung verbunden sind, oder das Anordnen von Rillen in einem Gitter. In diesem Fall besteht jedoch das Problem, dass der Wafer, da eine teilweise Temperaturdifferenz in der Wafer-Oberfläche ausgebildet wird, nicht gleichmäßig wärmebehandelt werden kann.
  • Zudem wird in den herkömmlichen Suszeptoren ein ebener Außenumfangsabschnitt, der sich an den Außenumfangsabschnitt der Vertiefung anschließt, wo der Wafer angeordnet wird, einer gewöhnlichen CVD-SiC-Beschichtung oder dem Spiegelpolieren unterzogen. Bei der Ersteren wird ein Gasfluss an dem Außenumfangsabschnitt eines Wafer-Anbringungsabschnitts gestört, wodurch zum Beispiel die Gleichmäßigkeit einer Wafer-Epitaxieschicht verschlechtert wird. Zudem, wenn sie wiederholt verwendet wird, ist es in dem Außenumfangsabschnitt sehr wahrscheinlich, dass sich Verunreinigungskomponenten anhäufen, wodurch eine ungünstige Beeinflussung des Wafers entsteht. In dem letzteren Fall kann, da der Gasfluss in dem Außenumfangsabschnitt sehr gleichmäßig wird, wodurch ein anormaler Wachstumsvorsprung in einer Ablagerungsschicht zum Beispiel auf einer Stromabwärtsseite des Gases nach der wiederholten Verwendung verursacht wird, die Gleichmäßigkeit der Epitaxieschicht des Wafers verschlechtert werden.
  • ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
  • Die Erfindung wurde mit Hinblick auf die vorstehenden Situationen gemacht und hat das Ziel, einen Suszeptor bereitzustellen, der eine Oberfläche des Halbleiter-Wafers nicht mit einem Scheitel bzw. einer Spitze eines Korns schneidet, das auf einer Oberfläche eines SiC-Films ausgebildet wird, der keine Risse, auch nicht nach der Verwendung nach einer langen Zeit, an einem unteren Abschnitt eines Außenumfangsabschnitts einer Vertiefung erzeugt, damit er eine lange Lebensdauer hat, der den Wafer ohne Abheben von der Vertiefung stabil halten kann und der eine Wärmebehandlung der Oberfläche des Wafers gleichmäßig durchführen kann.
  • Zudem beabsichtigt die Erfindung, einen Suszeptor bereitzustellen, der eine Epitaxieschicht eines Wafers gleichmäßig machen kann und auch nach einer wiederholten Verwendung keine Verunreinigungskomponenten an einem Außenumfangsabschnitt der Vertiefung anhäuft, um von einer nachteiligen Beeinflussung des Wafers frei zu sein.
  • Die Erfinder haben nach dem aufwändigen Studium, um die vorher erwähnte Aufgabe zu erreichen, herausgefunden, dass, wenn Acht auf die Tatsache gegeben wird, dass ein Außenumfangsabschnitt des Halbleiter-Wafers, insbesondere eines Silizium-Wafers, notwendigerweise einem Anfasen ausgesetzt wird, um den Umfang des Wafers abzuschrägen, und dass ein angefaster Abschnitt nicht in Berührung mit einem Suszeptor kommt, ein SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt ohne Polieren an einer Stelle gegenüber dem angefasten Abschnitt des Suszeptors verbleiben kann und dass feine Risse nicht auf der Filmoberfläche dieses Abschnitts erzeugt werden. Dadurch wurde die Erfindung vervollständigt.
  • Das heißt, dass, um die vorher erwähnten Aufgaben lösen zu können, gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Suszeptor bzw. Träger bereitgestellt wird, von dem mindestens eine Oberfläche mit SiC beschichtet ist, und der eine Vertiefung aufweist, wobei in der Vertiefung ein runder Abschnitt zwischen einem Wafer-Berührungsabschnitt, wo ein Wafer angeordnet ist und in Berührung damit kommt, und einem vertikalen Außenumfangsabschnitt ausgebildet ist, der vertikal von dem Wafer-Berührungsabschnitt nach oben steht, und wobei ein ringförmiger SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt mit einer Oberflächenraugkeit Ra in einem Bereich von 5 μm bis 10 μm ausgebildet ist, der innerhalb des runden Abschnitts in einem Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger bereitgestellt ist, definiert bzw. gemessen von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt der Vertiefung aus, und wobei der Wafer-Berührungsabschnitt, wo der Suszeptor den Wafer auf der Vertiefung berührt, eine polierte Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger hat. Die Oberflächenrauigkeit Ra (arithmetische Mittelrauigkeit) ist in dem japanischen Industriestandard (JIS = Japanese industrial Standard) als JIS B 0601-1994 definiert.
  • Gemäß dem vorstehenden Aufbau kann ein Suszeptor realisiert werden, der weder die Oberfläche des Halbleiter-Wafers aufgrund des Scheitels bzw. der Spitze des Korns auf der Oberfläche des SiC-Films schneidet noch nach der Verwendung für eine lange Zeit irgendwelche Risse an dem unteren Abschnitt des Außenumfangsabschnitts der Vertiefung erzeugt, um eine lange Lebensdauer zu erreichen, der stabil verwendet werden kann, ohne dass der Wafer von der Vertiefung abhebt, und der zudem eine Wärmebehandlung auf der Oberfläche des Wafers gleichmäßig durchführen kann.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert worden ist, wird es bevorzugt, dass ein planarer Außenumfangsabschnitt, der sich an den Außenumfangsabschnitt der Vertiefung anschließt und teilweise oder insgesamt eine Oberfläche des Suszeptors ausbildet, eine polierte Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 0,05 μm oder mehr und 0,5 μm oder weniger ausbildet.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgeführt worden ist, wird es bevorzugt, dass der Suszeptor fünf Vertiefungen bzw. Aufnahmen aufweist und dass der planare Außenumfangsabschnitt 70% oder mehr der Oberfläche des Suszeptors, ausgenommen die Vertiefungen, einnimmt.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie in dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung erläutert wurde, wird es bevorzugt, dass der Suszeptor eine einzige Vertiefung aufweist, worin der planare Außenumfangsabschnitt die gesamte Oberfläche des Suszeptors, ausgenommen die Vertiefung, abdeckt.
  • Gemäß dem Suszeptor der Erfindung kann ein Suszeptor bereitgestellt werden, der weder eine Oberfläche des Halbleiter-Wafers aufgrund eines Scheitels bzw. einer Spitze des Kornes auf einer Oberfläche eines SiC-Films schneidet noch nach der Verwendung für eine lange Zeitdauer Risse an dem unteren Abschnitt des Außenumfangsabschnitts der Vertiefung erzeugt, um eine lange Lebensdauer zu erreichen, der stabil verwendet werden kann, ohne dass der Wafer aus der Vertiefung herauskommt, und der zudem eine Wärmebehandlung auf einer Oberfläche des Wafers gleichmäßig durchführen kann.
  • Zudem kann ein Suszeptor bereitgestellt werden, der eine Wafer-Epitaxieschicht gleichförmig machen kann, der keine Verunreinigungskomponenten an dem Außenumfangsabschnitt der Vertiefung anhäuft, auch nicht nach einer wiederholten Verwendung, und der keine ungünstigen Wirkungen auf den Wafer hat.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine ebene Ansicht eines Suszeptors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 ist eine Schnittansicht entlang einer A-A-Linie in 1;
  • 3 ist eine Schnittansicht, die eine Vergrößerung eines Abschnitts B in 2 zeigt;
  • 4 ist eine Schnittansicht, die den Abschnitt B in 2 vergrößert zeigt;
  • 5 ist ein Konzeptdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines Suszeptors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 6 ist ein Erläuterungsdiagramm, das einen Rissauftrittszustand eines vorhandenen Suszeptors zeigt;
  • 7 ist eine Schnittansicht eines Suszeptors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
  • 8 ist ein Konzeptdiagramm, das einen Zustand der Verwendung eines Suszeptors gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Suszeptors gemäß der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.
  • 1 ist eine Längsschnittansicht eines Suszeptors gemäß der Erfindung. 2 ist eine Längsschnittansicht, die einen Zustand seiner Verwendung zeigt. 3 und 4 sind vergrößerte Diagramme in der Nachbarschaft eines runden Abschnitts, der durch Vergrößern eines Abschnitts B in 2 gezeigt wird.
  • Wie in 1 gezeigt wird, hat ein Suszeptor 1 gemäß der Erfindung einen Aufbau, in dem ein SiC-Film 4 auf einer Oberfläche 2a eines Kohlenstoffbasismaterials 2 ausgebildet ist und eine Vielzahl von Vertiefungen 3, z. B. fünf, die jeweils zum Unterbringen eines Halbleiter-Wafers ausgebildet sind, auf der Oberfläche 2a des Kohlenstoffbasismaterials 2 ausgebildet ist.
  • Wie in 2 gezeigt ist, ist in der Vertiefung 3 ein runder Abschnitt 3c zwischen einem Wafer-Berührungsabschnitt 3a, wo ein Wafer W angeordnet ist und in Berührung damit kommt, und einem vertikalen Außenumfangsabschnitt 3b ausgebildet, der vertikal von dem Wafer-Berührungsabschnitt 3a nach oben steht. Wie in 3 und 4 gezeigt ist, ist ein ringähnlicher Innenumfangsrand 4a1 eines SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitts 4a, der nur durch Kornwachstum von SiC und ohne Polieren ausgebildet wird, derart ausgebildet, dass er sich innerhalb des runden Abschnitts 3c und in dem Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger von dem vertikalen Umfangsabschnitt 3b der Vertiefung 3 aus befindet. Die Oberflächenrauigkeit Ra (arithmetische Oberflächenrauigkeit, die durch JIS B 0601-1994 definiert wird) einer Oberfläche 3a, wo der Halbleiter-Wafer W in Berührung mit dem Suszeptor kommt, ist in einem Bereich von 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger festgelegt. Das heißt, dass ein Abstand x, der von der Innenumfangskante 4a1 zu dem vertikalen Außenumfangsabschnitt 3b definiert ist, in dem Bereich von 0,05 bis 0,3 mm ist, wenn von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt 3b aus gemessen wird.
  • Wenn der Abstand x von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt kleiner als 0,05 mm ist, wird der Entspannungseffekt bzw. Entlastungseffekt nicht gezeigt. Andererseits, wenn er 0,3 mm überschreitet, kommt der Kornwachstumsoberflächenabschnitt in Berührung mit einer Rückfläche des Wafers, wodurch der Wafer wahrscheinlich beschädigt wird. Zudem ist die Ra des Kornwachstumsoberflächenabschnitts bevorzugt in dem Bereich von 5 μm oder mehr und 10 μm oder weniger. Wenn die Oberflächenrauigkeit Ra des Kornwachstumsoberflächenabschnitts kleiner als 5 μm ist, gibt es viele Korngrenzen, die wahrscheinlich Risse aufgrund der Belastung bzw. Spannung durch die Korngrenzen verursachen. Wenn die Ra 10 μm überschreitet, ist zudem der Entspannungseffekt bzw. Entlastungseffekt groß und in der Vertiefung 3 wird ein Winkel, der zwischen einer Oberfläche, wo der Wafer angeordnet ist, und dem vertikalen Außenumfangsabschnitt definiert ist, wahrscheinlich verzogen.
  • Ein Material des Basismaterials kann optional ausgewählt werden. Wenn jedoch isostatischer Graphit angewandt wird, kann eine gewünschte Form leicht erhalten werden.
  • In der Ausführungsform kann, da der Halbleiter-Wafer nicht in Berührung mit dem vertikalen Außenumfangsabschnitt 3b kommt, die Oberfläche 3b unpoliert als eine SiC-Kornwachstumsoberfläche verbleiben.
  • Als Nächstes wird ein Herstellungsverfahren eines Suszeptors gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt wird, wird ein Suszeptor 1 hergestellt, indem eine Oberfläche 2a aus einem Kohlenstoffbasismaterial 2, das mit einer Vertiefung 3 versehen ist, mit einem SiC-Film 4 beschichtet wird. Eine Wafer-Anbringungsoberfläche 3a und ein vertikaler Außenumfangsabschnitt 3b werden mit einer Poliermaschine derart poliert, dass die jeweilige Oberflächenrauigkeit Ra in den Bereich von 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger fällt. Zudem wird auch ein runder Abschnitt 3c derart poliert, dass seine Oberflächenrauigkeit Ra in den Bereich von 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger fällt, wobei ein unpolierter Oberflächenbereich verbleibt, der durch einen Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt 3b aus definiert ist. Das heißt, dass der unpolierte Oberflächenabschnitt des runden Abschnitts 3c nicht poliert wird, sodass der SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt 4a übrig bleibt. Dementsprechend werden in dem unpolierten Oberflächenabschnitt, der der SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt 4a ist, feine Risse aufgrund der Belastung bzw. Spannung während des Polierens nicht erzeugt.
  • Ein Wärmebehandlungsverfahren eines Halbleiter-Wafers mit einem Suszeptor gemäß der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
  • Wie in 2 und 3 gezeigt ist, wird ein Halbleiter-Wafer W auf einer Wafer-Anbringungsoberfläche 3a, die auf dem Suszeptor 1 ausgebildet ist, der in einem Ofen angeordnet wird, derart angeordnet, dass der Halbleiter-Wafer W in einer Vertiefung 3 aufgenommen wird.
  • Zu dieser Zeit kommt der Halbleiter-Wafer W, der angefast ist und mit einem schrägen Abschnitt c versehen ist, nicht in Berührung mit dem SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt 4a des runden Abschnitts 3c.
  • Danach wird ein Rohmaterialgas dem Ofen zugeführt und der Suszeptor 1 und der Halbleiter-Wafer W werden erwärmt, um eine Wärmebehandlung des Halbleiter-Wafers W anzuwenden.
  • In einem solchen Wärmebehandlungsprozess wird der Suszeptor 1 mit dem runden Abschnitt 3c an einem unteren Abschnitt des Außenumfangsabschnitts der Vertiefung, auf dem der Wafer W angeordnet ist, mit einem ringähnlichen SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt (der nicht poliert wird und nicht plan ist) innerhalb des runden Abschnitts 3c und wenigstens in den Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt des Vertiefungsabschnitts 3 ist, und mit geeigneten Unregelmäßigkeiten aufgrund der SiC-Körner in dem Außenumfangsabschnitt bereitgestellt. Dementsprechend kann der Suszeptor 1 stabil verwendet werden, ohne dass solche Probleme verursacht werden, dass ein Gas an einem Außenumfangseckabschnitt der Vertiefung 3 verbleibt und dass daraus resultierend der Wafer W sich von der Vertiefung 3 abhebt. Zudem wird ein Berührungsabschnitt mit dem Wafer W in der Vertiefung 3 mit einer gleichmäßigen Oberfläche mit der Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger (es gibt weder Verbindungslöcher noch gitterähnliche Rillen) ausgebildet. Dementsprechend kann der Wafer W einer gleichmäßigen Wärmebehandlung in einer Ebene davon unterzogen werden.
  • Da die Wafer-Auflageoberfläche 3a, mit der der Halbleiter-Wafer W in Berührung kommt, derart poliert wird, dass die Oberflächenrauigkeit Ra 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger beträgt, schneidet die Wafer-Auflageoberfläche 3a des Suszeptors nicht eine Oberfläche des Halbleiter-Wafers. Da ein ringähnlicher Innenumfangsrand 4a1 des unpolierten SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitts 4a derart ausgebildet ist, dass er sich in dem runden Abschnitt und in dem Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt der Vertiefung 3 aus befindet, werden keine feinen Risse aufgrund des Polierens auf dem SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt 4a verursacht und werden auch keine Risse, die aus den feinen Rissen aufgrund der thermischen Beanspruchung während der Wärmebehandlung entstehen, auf der Filmoberfläche erzeugt.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, wird gemäß der Ausführungsform eine Oberfläche des Halbleiter-Wafers nicht durch die Scheitel bzw. Spitzen der Körner auf einer SiC-Filmoberfläche geschnitten. Auch nach einer längeren Zeitdauer werden keine Risse in dem unteren Abschnitt des Außenumfangsabschnitts der Vertiefung erzeugt, auf dem der Wafer angeordnet wird. Folglich kann der Suszeptor für eine lange Zeit verwendet werden. Zudem kann der Wafer stabil verwendet werden, ohne dass er von der Vertiefung abhebt, und eine gleichmäßige Erwärmung kann auf die Wafer-Oberfläche angewandt werden.
  • Gemäß der Ausführungsform wird ein Beispiel, in dem eine Vielzahl von Wafer-Anbringungsvertiefungen auf einem Basismaterial angeordnet ist, beispielhaft erläutert. Jedoch können auch, wenn der Suszeptor gemäß der Erfindung ein Suszeptor vom Plattentyp ist, in dem eine Vertiefung bzw. Aufnahme auf einem Basismaterial ausgebildet ist, die gleichen Vorteile erhalten werden.
  • Eine andere Ausführungsform des Suszeptors gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
  • Gemäß der Ausführungsform ist in der Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ein Suszeptor in dem Bereich der Oberflächenrauigkeit eines planaren Außenumfangsabschnitts beschränkt, der sich an einen Außenumfangsabschnitt der Vertiefung anschließt.
  • Zum Beispiel ist, wie in 7 gezeigt ist, ein Suszeptor 11 gemäß der Ausführungsform mit einem planaren Außenumfangsabschnitt 3d versehen, der einen Teil oder eine Gesamtheit einer Oberfläche des Suszeptors 11 ausbildet, die sich an den Außenumfangsabschnitt der Vertiefung 3 anschließt, wobei der planare Außenumfangsabschnitt 3d eine ungleichmäßige Form ausbildet, die eine arithmetische Durchschnittsrauigkeit Ra (die in JIS B0601-1994 definiert ist) in dem Bereich von 0,05 μm oder mehr und 0,5 μm oder weniger hat.
  • Dementsprechend, wie in 8 gezeigt ist, erreicht zum Beispiel in einem Epitaxiewachstumsprozess ein Rohmaterialgas, das einem Glockengehäuse 22 einer Epitaxievorrichtung 21 zugeführt wird, einen planaren Außenumfangsabschnitt 3d. Hintereinander folgend fließt das Rohmaterialgas durch konkave Abschnitte des planaren Außenumfangsabschnitts 3d, die zwischen bzw. von vorstehenden Abschnitten in einer geeigneten, unregelmäßigen Form des planaren Außenumfangsabschnitts 3d definiert bzw. begrenzt sind. Der Fluss des Rohmaterials wird dementsprechend durch die konkaven Abschnitte gleichmäßig gemacht. Zudem werden Verunreinigungen, die in dem Rohmaterialgasfluss enthalten sind, angehäuft und an den konkaven Abschnitten abgelagert. Da es keine Verwirbelung in einem Rohmaterialgasfluss gibt, der über den Wafer fließt, kann folglich eine gleichförmige Epitaxieschicht ausgebildet werden. Zudem wird sogar nach einer Langzeitverwendung verhindert, dass sich Verunreinigungen auf der Epitaxieschicht ablagern, und ein Ausfall aufgrund der Verunreinigungen kann reduziert werden.
  • Wenn die Oberflächenrauigkeit des planaren Außenumfangsabschnitts 0,5 μm oder mehr beträgt, wird der Reinigungseffekt verschlechtert. Andererseits, wenn die Oberflächenrauigkeit 0,05 μm oder weniger beträgt, wird der Gasfluss an dem planaren Außenumfangsabschnitt zu stark gleichmäßig gemacht, wodurch anormale Wachstumsvorsprünge auf einer Stromabwärtsseite des Gasflusses ausgebildet werden, das heißt auf einer Vertiefungsseite des planaren Außenumfangsabschnitts, was eine Verschlechterung der Gleichmäßigkeit einer Epitaxieschicht auf dem Wafer nach der wiederholten Verwendung ergibt.
  • Der planare Außenumfangsabschnitt in diesem Suszeptor, wo fünf Vertiefungen auf einem Basismaterial, wie in der Ausführungsform gezeigt ist, ausgebildet sind, nimmt bevorzugt 70% oder mehr der Oberfläche des Basismaterials ein, ausgenommen die Vertiefungen. Wenn er 70% überschreitet, kann der Gasfluss erheblich gleichgerichtet bzw. gereinigt werden. Zudem belegt der planare Außenumfangsabschnitt in dem Fall eines Plattentyp-Suszeptors, wo eine Vertiefung auf dem Basismaterial ausgebildet wird, bevorzugt die gesamte Oberfläche.
  • Zudem kann auch in dem Fall, dass ein Basismaterial, das den planaren Außenumfangsabschnitt enthält, der um die Vertiefung herum ausgebildet ist, konstruktiv schwierig herzustellen oder schwierig einstückig mit der Vertiefung aufzubauen ist, oder in dem Fall, dass die Vertiefung und das Basismaterial unterschiedlich in der Lebensdauer sind, auch wenn das Basismaterial und die Vertiefung teilweise oder insgesamt getrennt hergestellt werden, die Erfindung den identischen Effekt zeigen.
  • Da weitere Konfigurationen nicht von der Konfiguration des Suszeptors, der in 2 gezeigt ist, abweichen, werden diese mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und Beschreibungen davon werden hier weggelassen.
  • [Beispiele]
  • [Experiment 1]
  • (Beispiel 1): Ein isostatisches Kohlenstoffbasismaterial, das maschinell in eine Suszeptor-Form gebracht worden ist, die eine Vertiefung hat, wurde mit SiC beschichtet, das eine Oberflächenrauigkeit Ra von 7,2 μm hat. Eine Anbringungsoberfläche der Vertiefung, ohne ein Gebiet, das 0,3 mm von einer Außenumfangsseite davon als ein unpolierter Abschnitt definiert ist, wurde mit einer Drehpoliermaschine mit Diamantschleifkörnern von #500 oder weniger geschliffen und poliert, um einen Suszeptor herzustellen.
  • (Beispiel 2): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise wie Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der unpolierte Abschnitt an der Außenumfangsseite der Vertiefung auf 0,05 mm gesetzt wurde.
  • (Beispiel 3): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise wie Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Schleifkörner der Drehpoliermaschine auf #40 oder weniger gesetzt wurden.
  • (Beispiel 4): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise wie Beispiel 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Schleifkörner auf #40 oder weniger gesetzt wurden.
  • (Vergleichsbeispiel 1): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise wie Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ein unpolierter Abschnitt an der Außenumfangsseite der Vertiefung mit 0,4 mm eingerichtet wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 2): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise hergestellt wie Beispiel 3, mit der Ausnahme, dass ein unpolierter Abschnitt an der Außenumfangsseite der Vertiefung mit 0,4 mm eingerichtet wurde.
  • (Vergleichsbeispiel 3): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Schleifkörner der Drehpoliermaschine auf #800 oder weniger gesetzt wurden.
  • (Vergleichsbeispiel 4): Ein Suszeptor wurde auf ähnliche Art und Weise wie das Beispiel 3 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Schleifkörner der Drehpoliermaschine auf #800 oder weniger gesetzt wurden.
  • Die Oberflächenrauigkeit der einzelnen Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde gemessen. Zudem wurde jedes in einer Epitaxiewachstumsvorrichtung eingerichtet, wonach die Verarbeitung von 100 Silizium-Wafern folgte. Nach der Verarbeitung wurde die Anzahl der Wafer überprüft, deren hintere Oberfläche oder Rückfläche beschädigt war, und Risse in der Vertiefung nach der Verwendung wurden auch überprüft.
  • Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. [Tabelle 1]
    Probe Weite der Kornwachstumsoberfläche (mm) Ra der polierten Oberfläche (μm) Anzahl des Auftretens einer Beschädigung (Blatt) Risse in Vertiefung
    Beispiel 1 0,3 0,5 0 Keine
    Beispiel 2 0,05 0,5 0 Keine
    Beispiel 3 0,3 3 0 Keine
    Beispiel 4 0,05 3 0 Keine
    Vergleichsbeispiel 1 0,4 0,5 12 Keine
    Vergleichsbeispiel 2 0,4 3 42 Keine
    Vergleichsbeispiel 3 0,3 0,3 11 (verschmolzen) Keine
    Vergleichsbeispiel 4 0,05 0,3 16 (verschmolzen) Keine
  • Wie aus der Tabelle 1 auch offensichtlich ist, wo die Weite der Kornwachstumsoberfläche und Ra der polierten Oberfläche jeweils innerhalb der Bereiche der Erfindung sind, sind alle frei von einer Beschädigung des Wafers und von Rissen in der Vertiefung.
  • Im Unterschied hierzu wurde im Vergleichsbeispiel 1, wo die Weite der Kornwachstumsoberfläche außerhalb des oberen Grenzwertes ist und wo Ra der polierten Oberfläche innerhalb der unteren Grenze ist, die Beschädigung von 12 Wafern gefunden und ein Riss in der Vertiefung wurde nicht gefunden.
  • Im Vergleichsbeispiel 2, wo die Weite der Kornwachstumsoberfläche außerhalb der oberen Grenze ist und wo Ra der polierten Oberfläche innerhalb der oberen Grenze ist, wurde die Beschädigung von 42 Wafern gefunden und ein Riss in der Vertiefung wurde nicht gefunden.
  • Im Vergleichsbeispiel 3, wo die Weite der Kornwachstumsoberfläche innerhalb der unteren Grenze ist und wo Ra der polierten Oberfläche außerhalb der unteren Grenze ist, wurde die Beschädigung an 11 Wafern gefunden, trat ein Verschmelzen zwischen dem Wafer und der Wafer-Anbringungsoberfläche auf und ein Riss in der Vertiefung wurde nicht gefunden.
  • Im Vergleichsbeispiel 4, wo die Weite der Kornwachstumsoberfläche innerhalb der unteren Grenze ist und Ra der polierten Oberfläche außerhalb der unteren Grenze ist, wurde die Beschädigung von 16 Wafern gefunden, trat ein Verschmelzen zwischen dem Wafer und der Wafer-Anbringungsoberfläche bzw. der Waferauflagefläche auf und ein Riss in der Vertiefung wurde nicht gefunden.
  • [Experiment 2]
  • SiC wurde gemäß einem bekannten Verfahren auf einen isostatischen Kohlenstoff, der in eine Suszeptor-Form mit einer Vertiefung und einem planaren Außenumfangsabschnitt in einem Außenumfang der Vertiefung per Maschine hergestellt wurde, aufgetragen, wonach Schleifen und Polieren des planaren Außenumfangsabschnitts für ein verschiedenartiges Finish folgte. Wie in der Tabelle 2 gezeigt ist, wurden die Oberflächenrauigkeit des planaren Außenumfangsabschnitts und das Bereichsverhältnis des planaren Außenumfangsabschnitts zum Oberflächenbereich eines Basismaterials, ohne die Vertiefung, variiert, um die Beispiele 5 bis 9 und Vergleichsbeispiele 5 und 6 erzeugen zu können.
  • Mit jedem der Suszeptoren gemäß den Beispielen 5 bis 9 und den Vergleichsbeispielen 5 und 6 wurden 100 Silizium-Wafer dem Epitaxiewachstumsprozess unterzogen, wonach ein Ermitteln der Gleichmäßigkeit der Epitaxieschicht und der Verunreinigungskonzentration folgte. [Tabelle 2]
    Probe Oberflächenrauigkeit des planaren Außenumfangsabschnitts Ra (μm) Bereichsverhältnis des planaren Außenumfangsabschnitts (%) Auftreten des Ungleichmäßigkeitsfehlers (Platte/100 Platten) Auftreten des Verunreinigungsfehlers (Platte/100 Platten)
    Beispiel 5 0,06 85 1 0
    Beispiel 6 0,21 85 0 0
    Beispiel 7 0,46 85 3 0
    Beispiel 8 0,21 72 0 3
    Beispiel 9 0,21 94 0 2
    Vergleichsbeispiel 5 0,03 85 12 0
    Vergleichsbeispiel 6 0,54 85 18 8
  • Wie aus der Tabelle 2, den Beispielen 5 bis 9, offensichtlich ist, bei denen die Oberflächenrauigkeit Ra des planaren Außenumfangsabschnitts innerhalb des Bereichs der Erfindung ist, sind alle niedrig bzw. selten bezüglich des Auftretens des Ungleichmäßigkeitsfehlers und des Verunreinigungsfehlers. Im Unterschied hierzu sind die Vergleichsbeispiele 5 und 6, deren Oberflächenrauigkeit Ra außerhalb des Bereichs der Erfindung ist, alle häufig bezüglich des Auftretens des Gleichmäßigkeitsfehlers und das Vergleichsbeispiel 6 ist auch häufig bezüglich des Verunreinigungsfehlers.

Claims (4)

  1. Suszeptor (1), von dem mindestens eine Oberfläche (2a, 3a, 3b) mit SiC beschichtet ist und der eine Vertiefung (3) aufweist, wobei in der Vertiefung (3) ein runder Abschnitt (3c) zwischen einem Wafer-Berührungsabschnitt (3a), wo ein Wafer (W) angeordnet ist und in Berührung damit kommt, und einem vertikalen Außenumfangsabschnitt (3b) ausgebildet ist, der vertikal von dem Wafer-Berührungsabschnitt (3a) nach oben steht, und wobei ein ringförmiger SiC-Kornwachstumsoberflächenabschnitt (4a) mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 5 μm bis 10 μm ausgebildet ist, der innerhalb des runden Abschnitts (3c) in einem Bereich von 0,05 mm oder mehr und 0,3 mm oder weniger, gemessen von dem vertikalen Außenumfangsabschnitt (3b) der Vertiefung (3) aus, vorgesehen ist; und wobei der Wafer-Berührungsabschnitt (3a), wo der Suszeptor (1) mit dem Wafer (W) in der Vertiefung (3) in Berührung kommt, eine polierte Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 0,5 μm oder mehr und 3 μm oder weniger hat.
  2. Suszeptor (11) nach Anspruch 1, worin ein planarer Außenumfangsabschnitt (3d), der sich an den Außenumfangsabschnitt der Vertiefung (3) anschließt und teilweise oder vollständig eine Oberfläche (2a) des Suszeptors (11) ausbildet, eine polierte Oberfläche mit einer Oberflächenrauigkeit Ra in einem Bereich von 0,05 μm oder mehr und 0,5 μm oder weniger hat.
  3. Suszeptor (11) nach Anspruch 2, der fünf Vertiefungen (3) aufweist, worin der planare Außenumfangsabschnitt (3d) 70% oder mehr der Oberfläche (2a) des Suszeptors (1) ohne die Vertiefungen (3) besetzt.
  4. Suszeptor (11) nach Anspruch 2, der eine Vertiefung (3) aufweist, worin der planare Außenumfangsabschnitt (3d) die Gesamtheit der Oberfläche des Suszeptors (1) mit der Ausnahme der Vertiefung (3) abdeckt.
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