JP2000248362A - サセプタの製造方法およびそのサセプタを用いた基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面コーティング後もサセプタに撓みを発生
させないサセプタの製造方法およびその方法によるサセ
プタを使用した基板処理装置を提供する。 【解決手段】 サセプタの表面コーティングの処理を行
う際に、処理室の中でサセプタ１０を支持ピン１１，１
２，１３で垂直に支持するとともに、サセプタの主表面
側に倒れないように、倒れ防止ピン２１，２２によって
サセプタを挟むように保持する。したがって、サセプタ
の自重は、サセプタの主表面に垂直に負荷されず、サセ
プタの主表面が延びる方向に負荷されるので、サセプタ
が自重で撓むことがなく、平坦度の優れたサセプタが製
造される。この平坦度の優れたサセプタを基板処理装置
に使用することによって、サセプタに保持されるウェハ
はスリップを起こさず、ウェハに対して膜厚および抵抗
率が均一な成膜を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、サセプタに表面
コーティングを行うサセプタ製造方法およびその方法に
よって製造されたサセプタを使用した基板処理装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エピタキシャル成長装置におい
て、半導体ウェハの上にその半導体ウェハの結晶格子に
倣って結晶膜を堆積させるために、例えば、高周波誘導
等によって半導体ウェハを加熱する。このような場合、
半導体ウェハを搭載して保持するのに使用されるのがサ
セプタである。

【０００３】このサセプタの製造方法においては、通
常、本体をカーボンで作るが、本体に不純物が含まれて
いるために、例えば、シリコンカーバイドＳｉＣでコー
ティング処理する必要がある。そこで、図４に示すよう
に、円盤状のサセプタを複数の支持点ＳＰ（図４の例の
場合、３個所）において、支持ピンＰＮにより水平に支
持するとともに、エピタキシャル成長温度（約１０００
℃）よりも高い温度でＣＶＤ法により、サセプタに対す
るＳｉＣコーティング処理を行う。

【０００４】図４の場合、サセプタは、外径が９５０ｍ
ｍ、内径が１５０ｍｍ、厚さ１８ｍｍ、重量が３０数キ
ログラムであるために、支持ピンＰＮの近傍では、支持
ピンＰＮの外径側と内径側とで、自重による撓みが発生
する。

【０００５】図５（ａ）および図５（ｂ）を参照する
と、支持ピンＰＮの支持位置（サセプタの中心から支持
ピンＰＮ間での距離Ｒ）に対するサセプタの外周に沿っ
た部分における撓みＷ１と、サセプタの内周に沿った部
分における撓みＷ２とは、図５（ｂ）に示すように変化
する。すなわち、支持位置Ｒが内周に沿った部分にある
とき（Ｒ＝７５ｍｍ）、撓みＷ１は最大で撓みＷ２はゼ
ロであり、支持位置Ｒが外周に沿った部分にあるとき
（Ｒ＝４７５ｍｍ）、撓みＷ１はゼロで撓みＷ２は最大
であり、支持位置Ｒが内径部と外径部との間にあると
き、図５（ｂ）のグラフに従って最大値とゼロとの間の
値をとる。

【０００６】上述の撓みは、支持点ＳＰ以外の所でも発
生する。例えば、図６（ａ）のようにサセプタの外周
（中心から４７５ｍｍの所）に沿って平坦度を測定する
と図６（ｂ）のようにうねっていることが分かる。な
お、図６（ｂ）において、＃の記号が付されたところ
は、サセプタの半導体ウェハの保持を安定に行わせるた
め、又は、ウェハ面内の熱均一性を図るために図６
（ａ）に示される円形の“ざぐり”（後述）を穿設した
場合のざぐりの存在する角度範囲を示している。

【０００７】図６（ｂ）における例においては、うねり
による最大の高低差は、１．０３ｍｍであることが示さ
れている。また、サセプタは、同様な理由で全体が図７
（ａ）のように反ることがある。理論的に考察すると、
その反り量によって図７（ｃ）の基準点からのざぐりの
深さは、図７（ｂ）のグラフのように変化する。また、
このように実際に反ったざぐりを上方から見ると図８の
ように等高線の中心がざぐりの中心からずれて観察され
る。また、実際のざぐり部分を測定すると図９のグラフ
のように測定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のサセプ
タは、複数の支持ピンによりサセプタを支持して、サセ
プタの表面コーティングを行うので、サセプタの自重に
より、サセプタの表面にうねりや反りを発生させ、その
結果、サセプタに形成されたざぐり形状が変形し、この
うねりや反りのためにサセプタがウェハ保持用に基板処
理装置に使用されたとき、ざぐり形状が理想的な形から
変形しているため、ウェハに対する自重応力、熱応力か
らウェハにスリップを生じさせ、ひいては、ウェハの膜
厚や抵抗率の均一性に悪影響を与えている。又、サセプ
タに複数のざぐり（ウェハ載置部）を有する場合、サセ
プタのうねりや反りにより各ざぐりの形状にばらつきが
生じ、各ウェハに対し同一条件での処理が施せず、生産
性に悪影響をも与えている。

【０００９】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、サセプタの表面コーティング後も
サセプタにうねりや反りを発生させないサセプタの製造
方法を提供するとともに、その製造方法によって製造さ
れた平坦度の良好なサセプタを使用した基板処理装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ために、この発明は、サセプタに表面コーティングを行
うサセプタ製造方法において、前記表面コーティングを
行う際に、前記サセプタを垂直に保持することを特徴と
する。

【００１１】また、この発明は、サセプタにウェハを搭
載して処理する基板処理装置において、前記サセプタと
して、請求項１記載の方法で製造されたサセプタを使用
することを特徴とする。

【００１２】さらに、この発明において、前記サセプタ
は、ウェハをそれぞれ載置できる複数の載置部を有し、
前記載置部は、ウェハ載置用の凹部である。

【００１３】このような構成によれば、サセプタの表面
コーティングの際に、サセプタの自重は、サセプタの主
表面に垂直に負荷されないので、サセプタの表面がうね
ったり、反ったりすることがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて添付図面に基づいて説明する。図１は、この発明に
係るサセプタの製造方法の第１の実施の形態を説明する
図、図２は、この発明に係るサセプタの製造方法の第２
の実施の形態を説明する図である。

【００１５】図１のサセプタの製造方法においては、シ
リコンカーバイドＳｉＣでコーティング処理するため
に、処理室内でサセプタ１０を垂直に支持すべく、サセ
プタ１０の下方の断面を支持ピン１１により支持し、左
右の断面を支持ピン１２，１３によって支持している。
また、サセプタ１０がその主表面側に倒れないように、
倒れ防止ピン２１，２２によってその主表面を両側から
挟むように支持している。この場合、支持ピン１１，１
２，１３と倒れ防止ピン２１，２２とは同じ形状のもの
であってもよい。

【００１６】図２においては、サセプタ１０を垂直に支
持するように、サセプタ１０の下方の外周部分を支持部
材３１，３２により、上方の外周部分を支持部材３３に
よって支持している。これらの支持部材３１，３２，３
３は、主表面に対して所定のクリアランスを保ちつつ、
外周部分を挟むように支持しているので、サセプタ１０
が主表面側に倒れる恐れがない。したがって、ピンによ
る場合よりも部品点数は少なくなっている。また、支持
部材３１，３２は、サセプタ１０の主表面が延びる方向
に互いに間隔をあけて配置されており、サセプタ１０の
重心が支持部材３１，３２のほぼ中間にくるように配置
されているので、サセプタ１０の支持は安定している。

【００１７】上述のようにサセプタ１０を支持して、Ｃ
ＶＤ法によりカーボン製のサセプタ１０にシリコンカー
バイドＳｉＣでコーティング処理を行う。この場合、図
１の方法または図２の方法によってサセプタ１０を支持
すれば、サセプタ１０の自重は、主表面に直角の方向に
は負荷されず、主表面が延びる方向に負荷されるので、
サセプタ１０は、自重で撓むことはない。したがって、
ＳｉＣコーティング処理が施されたサセプタ１０の平坦
度は優れており、サセプタ１０の上に形成された“ざぐ
り”も理想的な球面凹形状を保ち、サセプタ１０は理想
的なものとなる。

【００１８】図３は、上述のような方法で製造されたサ
セプタ１０を使用したエピタキシャル成長装置を示す構
成図である。このエピタキシャル成長装置５０におい
て、SiCコーティング処理が施されたサセプタ１０は、
覗窓５１の付いたステンレス製ベルジャ５２の内側の石
英ベルジャ５３の中に水平に配置され、中央の回転軸５
４と連動して回転するようにされている。回転するサセ
プタ１０のざぐりの部分には処理しようとするウェハ５
５が搭載され、そのウェハ５５は、高周波誘導コイル５
６によって加熱される。石英ベルジャ５３の中がパージ
ガスによって排気された後に、処理用のガスがガス入口
５７から供給され、中央の回転軸５４中を通り、ノズル
５８から排出され、ウェハ５５の上に所望の結晶膜の堆
積が行われる。

【００１９】上述のエピタキシャル成長装置５０に用い
られたサセプタ１０の平坦度は、良好であり、円周に沿
ってのうねりもあまりなく、誤差は、±０．１ｍｍ〜±
０．３ｍｍの範囲に保たれ、複数のざぐり部分は、理想
的な球面凹形状を有することが分かった。これらのこと
から、ざぐり部分に配置されたウェハは、スリップを発
生させず、ウェハ上に堆積される結晶膜の膜厚や抵抗率
を均一にさせることも分かった。

【００２０】なお、上述の例では、理解を容易にするた
めに、図１および図２におけるＳｉＣコーティング処理
が施されるサセプタは、一枚のみ図示されているが、同
じような支持方法で複数枚のサセプタを並べて、特に、
必要な場合には、平行に配置して同時にＣＶＤ法で処理
してもよい。

【００２１】また、上述の例では、図１および図２の２
種類の方法を説明したが、サセプタ１０を保持する方法
は、ほぼ垂直に保持可能であれば、図１および図２以外
の方法でもよい。例えば、サセプタ１０の内径部分にバ
ーを通して、それにサセプタ１０を保持させる、あるい
は、サセプタ１０の内径部分や外径部分のエッジの一個
所または複数個所をクランプして保持する等、サセプタ
を垂直に保持してコーティングを行うというこの発明の
趣旨に基づいて種々な方法が考えられよう。

【００２２】

【発明の効果】以上に詳述したように、この発明は、サ
セプタに表面コーティングを行うサセプタ製造方法にお
いて、前記表面コーティングを行う際に、前記サセプタ
を垂直に保持することにより、サセプタの自重は、サセ
プタの主表面に垂直に負荷されないので、サセプタの表
面がうねったり、反ったりすることがなく平坦度の優れ
たサセプタが製造される。また、この平坦度の優れたサ
セプタを使用した基板製造装置は、ウェハを正確に保持
することができ、処理中においてウェハにスリップを起
こさせず、ひいては、膜厚および抵抗率が均一な成膜を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るサセプタの製造方法の第１の実
施の形態を説明する図である。

【図２】この発明に係るサセプタの製造方法の第２の実
施の形態を説明する図である。

【図３】図１または図２の方法で製造されたサセプタを
使用したこの発明に係るエピタキシャル成長装置を示す
図である。

【図４】サセプタの製造方法の従来例を示す図である。

【図５】（ａ）は従来の製造方法による撓みを説明する
図、（ｂ）従来の製造方法による撓み量を説明するグラ
フである

【図６】（ａ）は測定点である角度位置を示す図、
（ｂ）は角度位置の変化によるうねりを表すグラフであ
る。

【図７】（ａ）はサセプタの反り量とざぐりとの関係を
示す図、（ｂ）は反り量に対するざぐりの深さの変化を
示すグラフ、（ｃ）は反り量を測定するときの基準点を
説明する図である。

【図８】サセプタの反りにより、上から見たざぐり部分
の等高線の変化を示す図である。

【図９】サセプタの反りによる幾つかのざぐり部分の変
化を示す図である。

【符号の説明】

１０ サセプタ １１，１２，１３ 支持ピン ２１，２２ 倒れ防止ピン ３１，３２，３３ 支持部材 ５０ エピタキシャル成長装置 ５１ 覗窓 ５２ ステンレス製ベルジャ ５３ 石英ベルジャ ５４ 回転軸 ５５ ウェハ ５６ 高周波誘導コイル ５７ ガス入口 ５８ ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 哲 東京都中野区東中野三丁目14番20号 国際 電気株式会社内 Ｆターム(参考） 4K030 BA37 CA05 GA02 GA06 KA47 5F045 AB06 BB01 BB13 EM02 EM09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サセプタに表面コーティングを行うサセ
   プタ製造方法において、 前記表面コーティングを行う際に、前記サセプタを垂直
   に保持することを特徴とするサセプタの製造方法。
2. 【請求項２】 サセプタにウェハを搭載して処理する基
   板処理装置において、 前記サセプタとして、請求項１記載の方法で製造された
   サセプタを使用することを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 前記サセプタは、ウェハをそれぞれ載置
   できる複数の載置部を有する請求項２記載の基板処理装
   置。
4. 【請求項４】 前記載置部は、ウェハ載置用の凹部であ
   る請求項３記載の基板処理装置。