JP2006124758A

JP2006124758A - サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置、およびエピタキシャルウェーハの製造方法

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Publication number: JP2006124758A
Application number: JP2004312885A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Iriguchi; 一洋入口; Yuichi Nasu; 悠一那須; Hideyuki Matsunaga; 秀幸松永
Original assignee: Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】エピタキシャルウェーハを製造するにあたって、オートドープ現象の発生を抑制できるサセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置、およびエピタキシャルウェーハの製造方法を提供すること。
【解決手段】製造装置を構成するサセプタ２は、第１サセプタ２１および第２サセプタ２２で構成され、第１サセプタ２１および第２サセプタ２２を組み合わせた状態で各サセプタ２１，２２間に所定の隙間が形成される。この隙間は、基板ウェーハがサセプタ２に載置された際に基板ウェーハおよびサセプタ２の間で形成される空間部とサセプタ２外部とを連通する連通路２３として構成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置、およびエピタキシャルウェーハの製造方法に関する。

近年、半導体素子の高集積化に伴い、半導体中の結晶欠陥、特に表面および表面近傍の結晶欠陥の低減が重要になってきている。このため、基板ウェーハの表面に結晶性に優れたエピタキシャル膜を気相成長させたエピタキシャルウェーハの需要が年々高まってきている。
このようなエピタキシャルウェーハを製造する際には、内部に反応ガスを供給可能な反応容器内の所定位置に設置されたサセプタ上に基板ウェーハを載置する。そして、サセプタ上の基板ウェーハを加熱しながら反応容器内に反応ガスを供給し、基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させる。
この際、サセプタの構造として、該サセプタの載置面に基板ウェーハの裏面全体が接触するような構造である場合には、基板ウェーハの裏面にサセプタの載置面との接触跡が形成されて、基板ウェーハの外観に影響を及ぼすことがある。特に、基板ウェーハの表面のみならず、裏面にも鏡面研磨処理が施されている場合に問題となる。
そして、このような問題を回避するサセプタの構造が提案されている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載のサセプタは、基板ウェーハを載置するための載置部を有している。この載置部は、内部に基板ウェーハを配置可能に座ぐりが形成され、基板ウェーハの外周縁部を支持する上段座ぐり部と、この上段座ぐり部よりも中心側下段に形成される下段座ぐり部とを有する二段構成を成している。このように、基板ウェーハを外周縁部のみで支持する構成とすることで、基板ウェーハの裏面全体に亘って接触跡を残すことを回避している。

特開２００３−３１８１１６号公報

近年、エピタキシャルウェーハでは、ゲッタリング効果の高い基板ウェーハ、すなわち、ドーパントを高濃度に含有した基板ウェーハ（ｐ+、ｐ++型等の基板ウェーハ）が多く用いられる。
しかしながら、特許文献１に記載のサセプタに上述した基板ウェーハを載置させた場合、エピタキシャル膜を気相成長させる際に基板ウェーハに赤外ランプ光等を照射することで該基板ウェーハを加熱するので、基板ウェーハ内のドーパントが外方拡散して気相中に放出され、放出されたドーパントがエピタキシャル膜内に取り込まれる現象、いわゆるオートドープ現象が発生する。このため、エピタキシャル膜面内においてドーパント濃度のバラつきが生じ、エピタキシャル膜外周部の抵抗率が低下して面内の抵抗率分布が均一化しない、という問題があった。

本発明の目的は、エピタキシャルウェーハを製造するにあたって、オートドープ現象の発生を抑制できるサセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置、およびエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することにある。

本発明の請求項１のサセプタは、基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する際に前記基板ウェーハが載置されるサセプタであって、複数の部材で構成され、前記複数の部材を組み合わせた状態で前記複数の部材間の少なくとも一部に所定の隙間が形成され、前記所定の隙間は、前記基板ウェーハが当該サセプタに載置された際に前記基板ウェーハおよび当該サセプタの間で形成される空間部と当該サセプタ外部とを連通する連通路として構成されることを特徴とする。

本発明の請求項２のサセプタは、請求項１に記載のサセプタにおいて、前記複数の部材は、前記基板ウェーハの略中央部分を平面的に覆う第１サセプタと、前記第１サセプタの外周端縁を囲う環状に形成され、環状の開口周縁に位置し前記基板ウェーハが載置される載置部を有するとともに、環状の開口内側にて前記第１サセプタを支持する支持部を有する第２サセプタとで構成され、前記連通路は、前記第１サセプタが前記第２サセプタの前記支持部に支持された状態では、前記第１サセプタの外周端縁と前記第２サセプタの前記開口内周端縁との間の少なくとも一部に形成される所定の隙間であることを特徴とする。

本発明の請求項３のサセプタは、請求項２に記載のサセプタにおいて、前記載置部は、環状の開口周縁に位置し、前記基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、前記空間部は、前記載置部に前記基板ウェーハが載置された状態で前記基板ウェーハの裏面と前記第１サセプタとの間に形成されることを特徴とする。

本発明の請求項４のエピタキシャルウェーハの製造装置は、基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するエピタキシャルウェーハの製造装置であって、請求項１から請求項３のいずれかに記載のサセプタと、前記サセプタが内部に設置され、前記基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスを内部に供給可能とする反応容器と、前記エピタキシャル膜を気相成長させる際に前記基板ウェーハを加熱するための加熱装置とを備えていることを特徴とする。

本発明の請求項５のエピタキシャルウェーハの製造方法は、基板ウェーハをサセプタに載置し、前記サセプタ上の前記基板ウェーハを加熱しながら前記基板ウェーハに反応ガスを供給し、前記基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するエピタキシャルウェーハの製造方法であって、前記サセプタは、複数の部材で構成され、前記複数の部材を組み合わせた状態で前記複数の部材間の少なくとも一部に所定の隙間が形成され、前記所定の隙間は、前記基板ウェーハが前記サセプタに載置された際に前記基板ウェーハおよび前記サセプタの間で形成される空間部と前記サセプタ外部とを連通する連通路として構成され、前記エピタキシャル膜を気相成長させる際に、前記サセプタの上面側に反応ガスを供給するとともに、前記サセプタの下面側にパージガスを供給することを特徴とする。

請求項１のサセプタによれば、連通路が空間部とサセプタ外部とを連通しているので、エピタキシャル膜を気相成長させる際に基板ウェーハの裏面から外方拡散して空間部内に放出されるドーパントを、連通路を介してサセプタ外部へと放出させることができる。このため、ドーパントが基板ウェーハの表面側に回り込むことを抑制でき、オートドープ現象の発生を効率的に抑制し、面内の抵抗率分布の一様なエピタキシャルウェーハを製造できる。
また、サセプタが複数の部材で構成され、連通路が複数の部材を組み合わせた状態で複数の部材間の少なくとも一部に形成される隙間であるので、ドーパントをサセプタの下面側に放出させるためにサセプタに貫通孔を設ける必要がない。このため、連通路を容易に形成できサセプタを容易に製造できる。また、サセプタが高温下に晒された場合であっても、連通路である複数の部材間の隙間にて各部材に加わる熱応力を緩和でき、サセプタに変形または破壊が生じることがない。したがって、基板ウェーハを所定位置で良好に支持することができ、エピタキシャルウェーハを良好に製造できる。

請求項２のサセプタによれば、サセプタが第１サセプタおよび第２サセプタの２体で構成されているので、最低限の数の部材で連通路を形成でき、サセプタの構造の簡素化を図れる。
例えば、ドーパントをサセプタの下面側に放出させるためにサセプタに貫通孔を設けた場合には、エピタキシャル膜を気相成長させる際に、貫通孔を介して赤外ランプ光等が基板ウェーハの裏面の一部に直接照射されることとなる。このため、基板ウェーハの裏面において、赤外ランプ光等の照射部位と非照射部位との温度差が大きくなり、基板ウェーハにスリップ転位が生じやすい。
請求項２のサセプタでは、連通路が第１サセプタの外周端縁と第２サセプタの開口内周端縁との間に形成される隙間であるので、連通路を全周に亘って形成することで、基板ウェーハの裏面における赤外ランプ光等の照射部位と非照射部位との温度差を小さくでき、基板ウェーハに生じるスリップ転位を抑制できる。
また、例えば、エピタキシャル膜を気相成長させる際には、基板ウェーハに対向するサセプタの部位にピンホールが発生することがある。このようにピンホールが発生した場合には、サセプタを交換する必要がある。
請求項２のサセプタでは、第１サセプタおよび第２サセプタで構成されているので、ピンホールが発生した場合でも、基板ウェーハと対向する第１サセプタのみを交換すればよく、交換を容易に実施できるとともに、コストの削減も図れる。

請求項３のサセプタによれば、第２サセプタの載置部に基板ウェーハを載置した状態で基板ウェーハの裏面と第１サセプタとの間に空間部が形成されるので、基板ウェーハの裏面略全体から外方拡散して気相中に放出されるドーパントを空間部に一時的に蓄積させることができる。さらに、第１サセプタおよび第２サセプタの間に形成される隙間が空間部とサセプタ外部とを連通する構成となるので、空間部に一時的に蓄積されたドーパントをサセプタ外部に放出させることができる。このように、空間部に一時的にドーパントを蓄積することで、基板ウェーハの表面側に回り込むドーパントの量を低減でき、オートドープ現象の発生をさらに効率的に抑制できる。

請求項４のエピタキシャルウェーハの製造装置によれば、請求項１から請求項３のいずれかに記載のサセプタ、反応容器、および加熱装置を備えているので、請求項１から請求項３のいずれかに記載のサセプタと同様の作用・効果を享受できる。

請求項５のエピタキシャルウェーハの製造方法によれば、請求項１に記載のサセプタを用い、エピタキシャル膜を気相成長させる際に、サセプタの上面側に反応ガスを供給するとともに、サセプタの下面側にパージガスを供給するので、基板ウェーハの裏面から外方拡散して気相中に放出されるドーパントを、複数の部材間に形成される連通路を介してサセプタの下面側に良好に放出させることができ、パージガスの流れにしたがって基板ウェーハから離隔した場所に容易に導くことができる。このため、ドーパントが基板ウェーハの表面側に回り込むことを抑制でき、面内の抵抗率分布の一様なエピタキシャルウェーハを製造できる。
また、請求項１に記載のサセプタを用いることで、基板ウェーハを所定位置に良好に支持した状態で、基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させることができ、エピタキシャルウェーハを良好に製造できる。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔エピタキシャルウェーハの製造装置の構成〕
図１は、本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造装置１を模式的に示す断面図である。
製造装置１は、基板ウェーハＷ上にエピタキシャル膜ＥＰを気相成長させてエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造する枚葉式の製造装置である。例えば、製造装置１は、ドーパントを高濃度に含有した基板ウェーハＷ（ｐ+型、またはｐ++型のシリコン単結晶ウェーハ）上にエピタキシャル膜ＥＰ（例えば、ｐ型のエピタキシャル膜）を気相成長させてエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造する製造装置として利用できる。なお、ドーパント濃度が高い基板ウェーハＷ上に低濃度のエピタキシャル膜ＥＰを気相成長させてエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造する製造装置として利用する他、逆に、例えばｐ／ｐ+型、あるいは、ｎ／ｎ+型のエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造する製造装置として利用してもよい。この製造装置１は、図１に示すように、サセプタ２と、反応容器３と、加熱装置４とを備える。
サセプタ２は、具体的には後述するが、基板ウェーハＷが載置される部材であり、反応容器３内部に設置される。このサセプタ２としては、炭素基材の表面にＳｉＣ被膜をコーティングしたものを採用できる。

反応容器３は、サセプタ２が内部に設置され、内部に反応ガスおよびパージガスを供給可能に構成されている。そして、反応ガスをサセプタ２上に載置された基板ウェーハＷに供給することで、基板ウェーハＷの表面上にエピタキシャル膜ＥＰを気相成長させる。この反応容器３は、図１に示すように、上側ドーム３１と、下側ドーム３２と、ドーム取付体３３と、サセプタ支持部３４とを備える。
上側ドーム３１および下側ドーム３２は、石英等の透光性部材から構成され、平面視略中央部分が反応容器３の内部から外側に向けて窪む略凹状に形成されている。
ドーム取付体３３は、上方および下方が開放された略筒状部材から構成され、上方側の開口部分および下方側の開口部分にて上側ドーム３１および下側ドーム３２を支持するものである。そして、ドーム取付体３３に上側ドーム３１および下側ドーム３２を取り付けることで、図１に示すように、反応容器３内部に反応室３Ａが形成される。
このドーム取付体３３において、その側面には、図１に示すように、反応ガス供給管３３１、反応ガス排出管３３２、パージガス供給管３３３、およびパージガス排出管３３４が設けられている。そして、これら反応ガス供給管３３１、反応ガス排出管３３２、パージガス供給管３３３、およびパージガス排出管３３４は、反応室３Ａおよび反応容器３外部を連通するように形成されている。

反応ガス供給管３３１および反応ガス排出管３３２は、反応容器３の上方側に対向配置するように設けられる。そして、このような構成では、反応ガス供給管３３１を介して反応容器３外部から反応室３Ａ内に反応ガスを供給すると、サセプタ支持部３４にて支持されたサセプタ２上の基板ウェーハＷの表面を水平に反応ガスが流通するとともに、反応ガス排出管３３２を介して反応室３Ａ内の反応ガス等が反応容器３外部に排出される。
ここで、反応ガスとしては、エピタキシャル膜ＥＰを気相成長させるための原料ガスの他、キャリアガスを混合させたものを採用できる。原料ガスとしては、気相成長させるエピタキシャル膜ＥＰに応じたものを採用すればよく、例えば、シリコンソースであるＳｉＨＣｌ_３およびボロンドーパントソースＢ_２Ｈ_６を水素ガスで希釈した混合反応ガスを採用できる。また、キャリアガスとしては、例えば水素を含んだものを採用できる。

パージガス供給管３３３およびパージガス排出管３３４は、反応容器３の下方側に対向配置するように設けられる。そして、このような構成では、具体的には後述するが、パージガス供給管３３３を介して反応容器３外部から反応室３Ａ内にパージガスを供給すると、サセプタ支持部３４にて支持されたサセプタ２内部をパージガスが流通するとともに、パージガス排出管３３４を介してサセプタ２内部を流通したパージガス、反応室３Ａ内のパージガス等が反応容器３外部に排出される。
ここで、パージガスとしては、種々のものを採用でき、例えば水素ガス等を採用できる。

サセプタ支持部３４は、石英等の透光性部材から構成され、反応容器３の下側ドーム３２の略中央部分から反応室３Ａ内に突出し、サセプタ２を水平状態で反応容器３内に設置するとともに、ウェーハをサセプタ２に設置するものである。そして、このサセプタ支持部３４は、例えば、外部の図示しない制御装置による制御の下、回転軸Ｒを中心として回転自在に構成されている。このサセプタ支持部３４は、図１に示すように、サセプタ支持部本体３４１と、ウェーハ昇降部３４２とを備える。
サセプタ支持部本体３４１は、下側ドーム３２の略中央部分から反応室３Ａ内に突出する基部３４１Ａと、基部３４１Ａの上方側端部から、反応室３Ａ内にてドーム取付体３３の内側面に近接する方向に延出する３つの延出部３４１Ｂとを備える。そして、サセプタ支持部本体３４１は、３つの延出部３４１Ｂの先端部分が上方に向けて延出し、該先端部分にてサセプタ２の下面外周縁部分を３点で支持する。サセプタ支持部本体３４１がサセプタ２を支持することで、サセプタ２は、反応室３Ａ内に水平状態で設置される。
なお、サセプタ支持部本体３４１の形状は、上述したものに限らず、延出部３４１Ｂを３つ以上形成してもよく、延出部３４１Ｂを基部３４１Ａの上方側端部から放射状に拡がる平面視円形状となるように形成してもよい。

ウェーハ昇降部３４２は、サセプタ支持部３４の基端部分を囲うように筒状に形成された基部３４２Ａと、基部３４２Ａの上方側端部から、反応室３Ａ内にてドーム取付体３３の内側面に近接する方向に延出する３つの延出部３４２Ｂと、３つの延出部の先端部分に取り付けられ上方に向けて延びる３つのピン状部材３４２Ｃとを備える。
このウェーハ昇降部３４２は、回転軸Ｒを中心として回転自在に構成されているとともに、サセプタ支持部本体３４１に対して上下方向に進退自在に構成されている。そして、ウェーハ昇降部３４２が上下方向に進退移動することで、ピン状部材３４２Ｃの先端部分がサセプタ支持部３４の図示しないピン挿通孔、およびサセプタ２の後述するピン挿通孔を介して基板ウェーハＷに当接し、該基板ウェーハＷを上下方向に移動させる。
すなわち、本実施形態の製造装置１は、該製造装置１へのウェーハ搬入、搬出を行う図示しない搬送治具とサセプタ２間の移載方式が、ウェーハ下面をピン状部材３４２Ｃにて支持してウェーハ昇降部３４２の進退移動によりウェーハを移載するタイプで構成されている。
なお、ウェーハ昇降部３４２を省略し、製造装置１へのウェーハ搬入、搬出を行う前記搬送治具とサセプタ２間の移載方式として、ベルヌイチャック方式または前記搬送治具の昇降方式によりウェーハを移載するタイプを採用してもよい。

加熱装置４は、反応容器３の上方側および下方側にそれぞれ配設され、反応容器３の上側ドーム３１および下側ドーム３２を介して、サセプタ２上に載置された基板ウェーハＷ、およびサセプタ２を放射熱により加熱し、基板ウェーハＷを所定温度に設定するものである。この加熱装置４としては、例えば、ハロゲンランプや赤外ランプ等を採用できる。

〔サセプタの構造〕
図２は、サセプタ２の概略構成を示す分解斜視図である。
サセプタ２は、図２に示すように、平面視略円盤形状を有し、第１サセプタ２１と、第２サセプタ２２とを備え、基板ウェーハＷを全周に亘って支持する。
第１サセプタ２１は、図２に示すように、平面視円形状の板体から構成され、基板ウェーハＷがサセプタ２に載置された状態で、基板ウェーハＷの略中央部分を覆う部分である。そして、この第１サセプタ２１は、基板ウェーハＷの外形形状よりも小さい外形形状となるように設定されている。
この第１サセプタ２１において、その下面には、図２の破線で示すように、第２サセプタ２２の後述する突出部に対応して厚み方向に窪む３つの凹部２１１が形成されている。
また、第１サセプタ２１には、図２に示すように、その上下面を貫通し、サセプタ支持部３４を構成するウェーハ昇降部３４２のピン状部材３４２Ｃを挿通可能とする３つのピン挿通孔２１２が形成されている。

第２サセプタ２２は、図２に示すように、第１サセプタ２１の外周端縁を囲う平面視円環状の板体から構成され、基板ウェーハＷが載置されるとともに、第１サセプタ２１を支持する。
この第２サセプタ２２において、円環状の開口２２１内周面には、図２に示すように、開口２２１の内側に向けて突出し第１サセプタ２１の下面外周縁部を支持する支持部としての３つの突出部２２２が所定間隔で形成されている。そして、この３つの突出部２２２の上端面に第１サセプタ２１の３つの凹部２１１が当接し、第２サセプタ２２に対して第１サセプタ２１が支持される。すなわち、第２サセプタ２２は、第１サセプタ２１を３点で支持する構造である。このように構成することで、第１サセプタ２１を良好に支持しつつ、第２サセプタ２２の構造の簡素化を図れサセプタ２を容易に製造できる。

また、この第２サセプタ２２において、円環状の開口２２１周縁には、図２に示すように、基板ウェーハＷの形状に対応して厚み方向に窪む円環状の凹部２２３が形成されている。そして、この凹部２２３の底面に基板ウェーハＷが支持される。すなわち、この凹部２２３が基板ウェーハＷの載置部として機能する。
ここで、凹部２２３の底面から突出部２２２の上端面までの寸法は、第１サセプタ２１の厚み寸法よりも大きく設定されている。このため、サセプタ２に基板ウェーハＷを載置した状態では、基板ウェーハＷの裏面と第１サセプタ２１との間に空間部Ａ（図４参照）が形成されることとなる。

図３は、サセプタ２の上面図である。
上述した第２サセプタ２２の開口２２１は、基板ウェーハＷの外形形状よりも小さくかつ、第１サセプタ２１の外形形状よりも大きく設定されている。そして、第２サセプタ２２に第１サセプタ２１を支持させた状態では、図３に示すように、第２サセプタ２２の開口２２１内周面と、第１サセプタ２１の外周端縁２１３との間に円環状の連通路２３が形成されることとなる。このように、第１サセプタ２１および第２サセプタ２２の間に連通路２３を形成することで、サセプタ２を最低限の２体で連通路２３を形成でき、サセプタ２の構造の簡素化を図れる。

〔エピタキシャルウェーハの製造方法〕
次に、上述した製造装置１によるエピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法を説明する。
図４は、エピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法を説明するための図である。
先ず、上述したウェーハの移載方式により、図示しない搬送治具を移動させるとともにウェーハ昇降部３４２のピン状部材３４２Ｃを進退移動させることで、基板ウェーハＷをサセプタ２を構成する第２サセプタ２２の凹部２２３に載置する。
次に、加熱装置４を駆動し、基板ウェーハＷを所望の成長温度に加熱する。

そして、回転軸Ｒを中心としてサセプタ支持部３４を回転させながら、以下に示すように、基板ウェーハＷ上にエピタキシャル膜ＥＰを気相成長させる。
すなわち、反応ガス供給管３３１を介して、基板ウェーハＷの表面上に水平に反応ガスを供給するとともに、パージガス供給管３３３を介して、サセプタ２の下面側に該下面に水平にパージガスを供給する。したがって、エピタキシャル膜ＥＰの気相成長時には、図４に示すように、基板ウェーハＷの上方側を反応ガスが流通する反応ガス流Ｇ１が形成され、サセプタ２の下方側をパージガスが流通するパージガス流Ｇ２が形成される。このようにして気相成長を実施することにより、基板ウェーハＷの表面上にエピタキシャル膜ＥＰが形成され、エピタキシャルウェーハＥＰＷが製造される。

ところで、エピタキシャル膜ＥＰの気相成長中は、基板ウェーハＷを加熱しているので、基板ウェーハＷに含まれるドーパントＰが外方拡散して気相中に放出される。また、気相成長中に流通させる反応ガス、およびパージガスには、例えば水素が含まれているため、この水素によっても基板ウェーハＷが僅かにエッチングされドーパントＰが気相中に放出される。さらに、気相成長の直前には、例えば塩化水素ガスを基板ウェーハＷ表面に流すことにより気相エッチングを実施して基板ウェーハＷ表面の自然酸化膜を除去するため、基板ウェーハＷが僅かにエッチングされて気相エッチング時にもドーパントＰが気相中に放出される。

そして、基板ウェーハＷの裏面側から空間部Ａに放出されたドーパントＰは、図４に示すように、サセプタ２の下面側を流通するパージガス流Ｇ２により、第１サセプタ２１と第２サセプタ２２との間の連通路２３を介して、サセプタ２の下面側に引き寄せられる。そして、サセプタ２の下面側に引き寄せられたドーパントＰは、パージガス流Ｇ２により取り込まれ、パージガス流Ｇ２のパージガスとともに、パージガス排出管３３４を介して反応容器３外部に排出される。

このように、連通路２３を介してドーパントＰをサセプタ２の下面側に放出することで、ドーパントＰが基板ウェーハＷの表面側に回り込むことを抑制でき、オートドープ現象の発生を効率的に抑制し、面内の抵抗率分布の一様なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。また、基板ウェーハＷの裏面略全体から外方拡散して気相中に放出されるドーパントＰを空間部Ａに一時的に蓄積できるため、基板ウェーハＷの表面側に回り込むドーパントＰの量を低減でき、オートドープ現象の発生をさらに効率的に抑制できる。

ここで、連通路２３が第１サセプタ２１および第２サセプタ２２を組み合わせた状態で形成される隙間であるので、ドーパントＰをサセプタ２の下面側に放出させるためにサセプタ２に貫通孔を設ける必要がない。このため、連通路２３を容易に形成できサセプタ２を容易に製造できる。
また、エピタキシャル膜ＥＰの気相成長時に加熱装置４による放射光によりサセプタ２が高温下に晒された場合であっても、連通路２３である第１サセプタ２１および第２サセプタ２２間の隙間にて各サセプタ２１，２２に加わる熱応力を緩和でき、サセプタ２に変形または破壊が生じることがない。したがって、基板ウェーハＷを所定位置で良好に支持することができ、エピタキシャルウェーハＥＰＷを良好に製造できる。
さらに、連通路２３が基板ウェーハＷの全周に亘って形成されているので、基板ウェーハＷの裏面における加熱装置４による放射光の照射部位と非照射部位との温度差を小さくでき、基板ウェーハＷに生じるスリップ転位を抑制できる。
さらにまた、エピタキシャルウェーハＥＰＷを製造した際に、サセプタ２にピンホールが発生した場合であっても、第１サセプタ２１のみを交換すればよく、サセプタが一部材で構成された場合と比較して、サセプタの交換を容易に実施できるとともにコストの低減も図れる。

上述したように、エピタキシャルウェーハＥＰＷを製造した後、ウェーハ昇降部３４２のピン状部材３４２Ｃを進退移動させるとともに図示しない搬送治具を移動させることで、エピタキシャルウェーハＥＰＷを反応容器３外部に搬出する。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造および同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
前記第１実施形態では、製造装置１を構成するサセプタ２において、第１サセプタ２１および第２サセプタ２２の間に形成される連通路２３は、上面側の開口および下面側の開口が該サセプタ２の厚み方向に平面的に干渉している。
これに対して第２実施形態では、サセプタ２Ａにおいて、第１サセプタ２１Ａおよび第２サセプタ２２Ａの間に形成される連通路２３は、上面側の開口および下面側の開口が該サセプタ２の厚み方向に平面的に干渉しない構造となっている。サセプタ２Ａ以外の構成は、前記第１実施形態と同様のものとする。

図５は、第２実施形態におけるサセプタ２Ａの概略構成を示す分解斜視図である。
第１サセプタ２１Ａは、図５に示すように、前記第１実施形態で説明した第１サセプタ２１と略同様の形状を有し、異なる点は、３つの凹部２１１を有していない点のみであり、第１サセプタ２１と同様に３つのピン挿通孔２１２を有している。
第２サセプタ２２Ａは、図５に示すように、前記第１実施形態で説明した第２サセプタ２２と略同様の形状を有し、異なる点は、第１サセプタ２１Ａの支持構造のみであり、第２サセプタ２２と同様に、開口２２１および凹部２２３を有している。
この第２サセプタ２２Ａにおいて、開口２２１の内周面には、図５に示すように、内周面の全周に亘って開口２２１の内側に向けて突出し、第１サセプタ２１Ａの外周縁部に平面的に干渉する突出部２２２Ａが形成されている。
この突出部２２２Ａの上端面には、図５に示すように、上方に向けて突出し第１サセプタ２１Ａの下面外周縁部を支持する３つの凸部２２２Ｂが所定間隔で形成されている。そして、これら３つの凸部２２２Ｂの先端部分に第１サセプタ２１Ａの下面外周縁部が当接し、第２サセプタ２２Ａに対して第１サセプタ２１Ａが支持される。すなわち、第２サセプタ２２Ａは、前記第１実施形態と略同様に、第１サセプタ２１Ａを３点で支持する構造である。
上述した突出部２２２Ａおよび３つの凸部２２２Ｂが、本発明に係る支持部に相当する。

ここで、凹部２２３の底面から凸部２２２Ｂの先端部分までの寸法は、第１サセプタ２１の厚み寸法よりも大きく設定されている。このため、サセプタ２Ａに基板ウェーハＷを載置した状態では、前記第１実施形態と同様に、基板ウェーハＷの裏面と第１サセプタ２１Ａとの間に所定の空間部Ａ（図６参照）が形成されることとなる。
また、第２サセプタ２２Ａの突出部２２２Ａにより、第１サセプタ２１Ａと第２サセプタ２２Ａとの間に形成される連通路２３は、下面側の開口が平面的に塞がれる構造となる。このような構造により、加熱装置４による放射光が連通路２３を介して基板ウェーハＷの裏面の一部に直接照射されることがない。このため、基板ウェーハＷの裏面全体の温度を均一化でき、基板ウェーハＷにスリップ転位が生じることなくかつ、厚みの一様なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。したがって、信頼性の良好なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。そしてまた、第２サセプタ２２Ａの凸部２２２Ｂにより、第２サセプタ２２Ａの突出部２２２Ａの上端面と第１サセプタ２１Ａの下面との間にも連通路２３Ａ（図６参照）が形成され、連通路２３と連通路２３Ａ（図６参照）とにより、空間部Ａ（図６参照）とサセプタ２Ａ外部とが連通する構造となる。

次に、第２実施形態におけるエピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法を説明する。なお、第２実施形態におけるエピタキシャルウェーハＥＰＷの製造方法は、前記第１実施形態で説明した製造方法と略同様に実施でき、ドーパントＰの排出構造が異なるのみであるので、以下では、ドーパントＰの排出構造のみを説明する。
図６は、第２実施形態におけるドーパントＰの排出構造を説明するための図である。
エピタキシャル膜ＥＰの気相成長時において、基板ウェーハＷの裏面側から空間部Ａに放出されたドーパントＰは、図６に示すように、サセプタ２Ａの下面を流通するパージガス流Ｇ２により、連通路２３、２３Ａを介して、サセプタ２Ａの下面側に引き寄せられる。そして、サセプタ２Ａの下面側に引き寄せられたドーパントＰは、パージガス流Ｇ２により取り込まれ、パージガス流Ｇ２のパージガスとともに、パージガス排出管３３４を介して反応容器３外部に排出される。このように、突出部２２２Ａにより連通路２３における下面側の開口を平面的に塞ぐ構造としても、前記第１実施形態と同様に、オートドープ現象の発生を効率的に抑制できる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
前記各実施形態では、サセプタ２，２Ａは、２体でそれぞれ形成されていたが、これに限らない。すなわち、サセプタは、複数の部材で構成され、複数の部材間に空間部Ａおよびサセプタ外部とを連通する連通路が形成されていれば、何れの構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、第１サセプタ２１，２１Ａの外周端縁２１３、および第２サセプタ２２，２２Ａの開口２２１内周面との間に形成される連通路２３は、円環形状を有していたが、これに限らない。第１サセプタ２１，２１Ａの外周端縁２１３、および第２サセプタ２２，２２Ａの開口２２１内周面との間の少なくとも一部に形成されていればよく、例えば、第１サセプタ２１，２１Ａの外周端縁２１３、および第２サセプタ２２，２２Ａの開口２２１内周面の周方向に沿って複数の隙間が形成される構成を採用してもよい。
前記各実施形態では、第２サセプタ２２，２２Ａに形成される突出部２２２および凸部２２２Ｂは、それぞれ３つで構成されていたが、これに限らず、４つ以上で構成してもよい。

前記各実施形態では、載置部は、凹部２２３で構成されていたが、これに限らず、凹部２２３を形成せずに基板ウェーハＷを第２サセプタ２２，２２Ａの上面に直接載置する構成を採用しても、本発明の目的を十分に達成できる。
前記各実施形態において、製造装置１は、前記各実施形態で説明した構造、および形状に限らない。例えば、製造装置１には、反応ガス排出管３３２およびパージガス排出管３３４が形成されていたが、これに限らず、排出管を１つのみ形成し、反応ガスおよびパージガスの双方を一括して排出する構成を採用してもよい。

前記第１実施形態では、第１サセプタ２１の外周端縁２１３、および第２サセプタ２２の開口２２１内周面は、サセプタ２の上面および下面に略直交するように形成されている。そして、第１サセプタ２１および第２サセプタ２２の間に形成される連通路２３は、上面側の開口および下面側の開口が該サセプタ２の厚み方向に平面的に干渉していたが、このような形状に限らない。例えば、図７に示すように、第１サセプタ２１の外周端縁２１３および第２サセプタ２２の開口２２１内周面がサセプタ２の上面および下面に対して略平行に傾斜するようにテーパ形状を有する構成とする。そして、このテーパ形状により、第１サセプタ２１および第２サセプタ２２の間に形成される連通路２３Ｂにおいて、上面側の開口および下面側の開口がサセプタ２の厚み方向に平面的に干渉しない構成とする。このような構成では、連通路２３を介して赤外ランプ光等が基板ウェーハＷの裏面の一部に直接照射されることがない。このため、基板ウェーハＷの裏面全体の温度を均一化でき、基板ウェーハＷにスリップ転位が生じることなくかつ、厚みの一様なエピタキシャルウェーハＥＰＷを製造できる。
なお、図７に示す構成では、第１サセプタ２１の外周端縁２１３、および第２サセプタ２２の開口２２１は、略平行に傾斜する構成であるが、テーパ形状により、連通路２３Ｂにおいて、上面側の開口および下面側の開口がサセプタ２の厚み方向に平面的に干渉しない構成であれば、平行して傾斜していなくてもよい。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明のサセプタは、エピタキシャルウェーハを製造するにあたって、オートドープ現象の発生を抑制できるため、エピタキシャルウェーハを製造する製造装置に用いられるサセプタとして有用である。

本発明に係るエピタキシャルウェーハの製造装置を模式的に示す断面図。第１実施形態におけるサセプタの概略構成を示す分解斜視図。前記実施形態におけるサセプタの上面図。前記実施形態におけるエピタキシャルウェーハの製造方法を説明するための図。第２実施形態におけるサセプタの概略構成を示す分解斜視図。前記実施形態におけるドーパントＰの排出構造を説明するための図。前記第１実施形態の変形例を示す図。

符号の説明

１・・・製造装置
２，２Ａ・・・サセプタ
３・・・反応容器
４・・・加熱装置
２１，２１Ａ・・・第１サセプタ
２２，２２Ａ・・・第２サセプタ
２３，２３Ａ，２３Ｂ・・・連通路
２２１・・・開口
２２２，２２２Ａ・・・突出部（支持部）
２２２Ｂ・・・凸部（支持部）
２２３・・・凹部（載置部）
Ａ・・・空間部
ＥＰ・・・エピタキシャル膜
ＥＰＷ・・・エピタキシャルウェーハ
Ｗ・・・基板ウェーハ

Claims

基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する際に前記基板ウェーハが載置されるサセプタであって、
複数の部材で構成され、前記複数の部材を組み合わせた状態で前記複数の部材間の少なくとも一部に所定の隙間が形成され、
前記所定の隙間は、前記基板ウェーハが当該サセプタに載置された際に前記基板ウェーハおよび当該サセプタの間で形成される空間部と当該サセプタ外部とを連通する連通路として構成されることを特徴とするサセプタ。
請求項１に記載のサセプタにおいて、
前記複数の部材は、前記基板ウェーハの略中央部分を平面的に覆う第１サセプタと、前記第１サセプタの外周端縁を囲う環状に形成され、環状の開口周縁に位置し前記基板ウェーハが載置される載置部を有するとともに、環状の開口内側にて前記第１サセプタを支持する支持部を有する第２サセプタとで構成され、
前記連通路は、前記第１サセプタが前記第２サセプタの前記支持部に支持された状態で前記第１サセプタの外周端縁と前記第２サセプタの前記開口内周端縁との間の少なくとも一部に形成される所定の隙間であることを特徴とするサセプタ。
請求項２に記載のサセプタにおいて、
前記載置部は、環状の開口周縁に位置し、前記基板ウェーハの形状に対応した凹形状を有し、
前記空間部は、前記載置部に前記基板ウェーハが載置された状態で前記基板ウェーハの裏面と前記第１サセプタとの間に形成されることを特徴とするサセプタ。
基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するエピタキシャルウェーハの製造装置であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載のサセプタと、
前記サセプタが内部に設置され、前記基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させるための反応ガスを内部に供給可能とする反応容器と、
前記エピタキシャル膜を気相成長させる際に前記基板ウェーハを加熱するための加熱装置とを備えていることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造装置。
基板ウェーハをサセプタに載置し、前記サセプタ上の前記基板ウェーハを加熱しながら前記基板ウェーハに反応ガスを供給し、前記基板ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するエピタキシャルウェーハの製造方法であって、
前記サセプタは、複数の部材で構成され、前記複数の部材を組み合わせた状態で前記複数の部材間の少なくとも一部に所定の隙間が形成され、
前記所定の隙間は、前記基板ウェーハが前記サセプタに載置された際に前記基板ウェーハおよび前記サセプタの間で形成される空間部と前記サセプタ外部とを連通する連通路として構成され、
前記エピタキシャル膜を気相成長させる際に、前記サセプタの上面側に反応ガスを供給するとともに、前記サセプタの下面側にパージガスを供給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。