JP2011146504A - Susceptor for vapor phase growth device, and vapor phase growth device - Google Patents

Susceptor for vapor phase growth device, and vapor phase growth device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a susceptor preventing generation of a flaw and a contact trace in a backside of an epitaxial wafer and capable of being used semipermanently. <P>SOLUTION: In the susceptor for a vapor phase growth device, a wafer supporting member made of glassy carbon is provided to be exchangeable in at least a wafer support region of a susceptor base material. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、気相成長装置用サセプタ及び気相成長装置に関し、特に、気相成長時におけるエピタキシャルウェーハでの傷、接触痕の発生を防止し、且つサセプタの半永久的使用を可能ならしめようとするものである。   The present invention relates to a susceptor for a vapor phase growth apparatus and a vapor phase growth apparatus, and in particular, to prevent generation of scratches and contact marks on an epitaxial wafer during vapor phase growth, and to enable semipermanent use of the susceptor. To do.

ウェーハを気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する、エピタキシャル成長装置の一種として、図1に示すような、枚葉式の気相成長装置がある。気相成長装置1は、ウェーハ2を水平に載置するためのサセプタ3と、炉内を加熱する加熱装置4と、サセプタを支持するサセプタサポート5と、サセプタを回転させるローター6と、気密性を保持するためのアッパーライナー7及びローワーライナー8とを備え、アッパードーム9、ローワードーム10によって炉1が区画されている。
一般に、枚葉式装置を用いてシリコンエピタキシャル成長を行うには、図1に示すように、エピタキシャル炉1内でサセプタサポート5を下降させて、ウェーハ2を支持するリフトピン5aを下降させ、水平に設置したサセプタ3にウェーハ2を載置する。このとき、ウェーハ2の上面のみを原料ガスと接触させるために、ウェーハ2をサセプタのザグリ部3a(サセプタ上面に設けられる円形の凹部)内に載置する。
そして、このサセプタ3を、ローター6によって回転させながら原料ガスをサセプタ3の上面に沿って水平方向に供給し、加熱機構4によって熱処理することによって、ウェーハ2にエピタキシャル膜を生成して、エピタキシャルウェーハを製造する。
As one type of epitaxial growth apparatus for producing an epitaxial wafer by vapor phase growth of a wafer, there is a single wafer type vapor phase growth apparatus as shown in FIG. The vapor phase growth apparatus 1 includes a susceptor 3 for placing the wafer 2 horizontally, a heating device 4 for heating the inside of the furnace, a susceptor support 5 for supporting the susceptor, a rotor 6 for rotating the susceptor, and airtightness. The furnace 1 is defined by an upper dome 9 and a low wardome 10.
Generally, in order to perform silicon epitaxial growth using a single wafer type apparatus, as shown in FIG. 1, the susceptor support 5 is lowered in the epitaxial furnace 1, and the lift pins 5a supporting the wafer 2 are lowered and installed horizontally. The wafer 2 is placed on the susceptor 3. At this time, in order to bring only the upper surface of the wafer 2 into contact with the source gas, the wafer 2 is placed in a counterbore portion 3a of the susceptor (a circular recess provided on the susceptor upper surface).
Then, while rotating the susceptor 3 by the rotor 6, the source gas is supplied in the horizontal direction along the upper surface of the susceptor 3 and heat-treated by the heating mechanism 4 to generate an epitaxial film on the wafer 2. Manufacturing.

近年、特にこのようなエピタキシャルウェーハは、高い品質が求められている。
また、製造コストの低減も強く求められており、サセプタの長寿命化による部材コストの削減がそのコスト低減手段の1つとして挙げられる。
すなわち、従来のサセプタは、強度に優れるグラファイトカーボンを基材とし、その表面をSiCで被覆してなる構造のものが比較的安価であるため多用されていた。
しかしながら、このサセプタにおいては、エピタキシャル成長装置内を浮遊する金属不純物がサセプタの表面に付着することによりSiC膜が部分的に侵食され、サセプタの深い領域に達し、ピンホールが発生するという現象が生じる。
ピンホールが発生すると、サセプタの基材であるグラファイトカーボンが露出して、基材に含まれている不純物が表面にせりあがり、エピタキシャルウェーハを汚染し、エピタキシャルウェーハのライフタイム特性などの電気的特性に影響を与えてしまうため、ピンホールが確認されたサセプタは交換する必要が生じる。一度、ピンホ−ルが発生すると、サセプタそのものの交換が必要となり、コスト増につながるという問題があった。
これに対し、特許文献1では、ガラス状カーボン(以下、GCと称する)単体からなるサセプタが提案されている。これによれば、コーティング膜にピンホールが発生することによる不純物汚染を解消でき、また、ウェーハとガラス状カーボンの熱膨張係数が近似しているので、熱膨張率差に起因するパーティクルの発生やサセプタの変形を防止できるとしている。
In recent years, in particular, such epitaxial wafers are required to have high quality.
In addition, reduction of manufacturing cost is also strongly demanded, and reduction of member cost by extending the life of susceptor can be cited as one of the cost reduction means.
That is, a conventional susceptor having a structure in which graphite carbon having excellent strength is used as a base and the surface thereof is coated with SiC has been widely used because it is relatively inexpensive.
However, in this susceptor, a metal impurity floating in the epitaxial growth apparatus adheres to the surface of the susceptor, so that the SiC film is partially eroded, reaches a deep region of the susceptor, and a pinhole is generated.
When pinholes occur, the graphite carbon that is the base material of the susceptor is exposed, impurities contained in the base material rise to the surface, contaminate the epitaxial wafer, and electrical characteristics such as the lifetime characteristics of the epitaxial wafer. Therefore, it is necessary to replace the susceptor in which the pinhole is confirmed. Once the pinhole is generated, it is necessary to replace the susceptor itself, leading to an increase in cost.
In contrast, Patent Document 1 proposes a susceptor made of glassy carbon (hereinafter referred to as GC) alone. According to this, impurity contamination due to the occurrence of pinholes in the coating film can be eliminated, and since the thermal expansion coefficients of the wafer and glassy carbon are approximate, the generation of particles due to the difference in thermal expansion coefficient It is said that deformation of the susceptor can be prevented.

特開平9−2895号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-2895

しかしながら、特許文献1に開示されるGC単体からなるサセプタは、その表面が非常に柔らかいため、繰り返し使用した場合に、ウェーハ着脱時に生じるウェーハとサセプタの擦れなどにより、ウェーハを支持するサセプタの支持領域部に凹み傷などの凹凸を発生させてしまい、パーティクルの発生やエピタキシャルウェーハの裏面品質に悪影響を及ぼすことが明らかとなった。
このため、エピタキシャルウェーハの品質の低下を招いた時点でサセプタを交換する必要が生じ、サセプタの部材コストの上昇を招く問題がある。
このような問題は、近年の特に300mm以上の大径ウェーハにおいて、その自重の増大も相まってより顕著となる。
However, since the susceptor made of a single GC disclosed in Patent Document 1 has a very soft surface, the support region of the susceptor that supports the wafer due to rubbing between the wafer and the susceptor that occurs when the wafer is attached or detached when repeatedly used. It has been clarified that irregularities such as dents and the like are generated in the portion, which adversely affects the generation of particles and the quality of the back surface of the epitaxial wafer.
For this reason, it is necessary to replace the susceptor at the time when the quality of the epitaxial wafer is lowered, and there is a problem that the cost of the susceptor member is increased.
Such a problem becomes more conspicuous in combination with an increase in its own weight especially in a large-diameter wafer of 300 mm or more in recent years.

本発明は、ウェーハ裏面での傷、接触痕を防止し、且つエピタキシャルウェーハの裏面品質の劣化を招くことなく半永久的な使用が可能な気相成長装置用サセプタを、かかるサセプタを用いた気相成長装置と共に提供することを目的とする。   The present invention relates to a susceptor for a vapor phase growth apparatus that prevents scratches and contact marks on the back surface of a wafer and can be used semipermanently without causing deterioration of the back surface quality of an epitaxial wafer. It is intended to be provided with a growth apparatus.

さて、発明者は、上記の課題を解決すべくサセプタの構造について鋭意研究を重ねた。
その結果、サセプタの一部に、すなわち、少なくともウェーハ支持領域にGC製の交換可能なウェーハ支持部材を設け、当該支持部材を交換可能として適宜取り替えることにより、所期した目的を有利に達成できることの新規知見を得た。
Now, the inventor has intensively studied the structure of the susceptor in order to solve the above problems.
As a result, by providing a replaceable wafer support member made of GC in a part of the susceptor, that is, at least the wafer support region, and appropriately replacing the support member as replaceable, the intended purpose can be advantageously achieved. New findings were obtained.

本発明は、上記の知見に基づくもので、その要旨構成は、次の通りである。
(1) サセプタ基材の少なくともウェーハ支持領域に、ガラス状カーボン製のウェーハ支持部材を交換可能に設置したことを特徴とする、気相成長装置用サセプタ。
This invention is based on said knowledge, The summary structure is as follows.
(1) A susceptor for a vapor phase growth apparatus, characterized in that a glassy carbon wafer support member is installed in at least a wafer support region of a susceptor substrate in a replaceable manner.

(2)前記サセプタ基材が、ガラス状カーボン、全面をガラス状カーボンで被覆したSiC、全面にSiCの第1被覆層とガラス状カーボンの第2被覆層を備えるグラファイトカーボン、のいずれかである、前記(1)に記載の気相成長装置用サセプタ。   (2) The susceptor base material is one of glassy carbon, SiC coated with glassy carbon on the entire surface, and graphite carbon including a first coating layer of SiC and a second coating layer of glassy carbon on the entire surface. The susceptor for a vapor phase growth apparatus according to (1) above.

(3)ガラス状カーボンのショア硬度が、100〜1500HSであることを特徴とする、前記(1)又は(2)に記載の気相成長装置用サセプタ。   (3) The susceptor for vapor phase growth apparatus according to (1) or (2) above, wherein the glassy carbon has a Shore hardness of 100 to 1500 HS.

(4)前記ウェーハ支持部材のウェーハ支持面を、該サセプタのザグリ部の外周側から中心に向かって低くなるように、2°以下の角度で傾斜させたことを特徴とする、前記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の気相成長装置用サセプタ。   (4) The wafer support surface of the wafer support member is inclined at an angle of 2 ° or less so as to become lower toward the center from the outer peripheral side of the counterbore portion of the susceptor, (1) The susceptor for a vapor phase growth apparatus according to any one of to (3).

(5)前記ウェーハが、直径300mm以上のシリコンウェーハであることを特徴とする、前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の気相成長装置用サセプタ。   (5) The susceptor for a vapor phase growth apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the wafer is a silicon wafer having a diameter of 300 mm or more.

(6)前記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の気相成長装置用サセプタを備える、気相成長用装置。   (6) A vapor phase growth apparatus comprising the vapor phase growth apparatus susceptor according to any one of (1) to (5).

この発明によれば、ウェーハ支持部材をGC製とすることにより、ウェーハ裏面での傷、接触痕を防止することができ、その結果、高品質のエピタキシャルウェーハを得ることができる。
また、この発明によれば、上述したウェーハ支持部材を交換可能とすることにより、サセプタの半永久的な使用が可能となり、エピタキシャルウェーハ製造コストを部材コストの面から低減することができる。
According to this invention, the wafer support member is made of GC, so that scratches and contact marks on the back surface of the wafer can be prevented, and as a result, a high-quality epitaxial wafer can be obtained.
Further, according to the present invention, by making the wafer support member described above replaceable, the susceptor can be used semi-permanently, and the epitaxial wafer manufacturing cost can be reduced in terms of member cost.

従来の枚葉式の気相成長装置の断面図である。It is sectional drawing of the conventional single wafer type vapor phase growth apparatus. 本発明のサセプタの断面図である。It is sectional drawing of the susceptor of this invention. ウェーハの表面パーティクルの個数及びサセプタ支持領域の表面粗さとサセプタのエピタキシャル処理枚数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the number of surface particles of a wafer, the surface roughness of a susceptor support area | region, and the number of susceptor epitaxial processes. GCの作製要領を示す図である。It is a figure which shows the preparation points of GC. サセプタに対する交換用部材の接続要領を示す図である。It is a figure which shows the connection point of the member for replacement | exchange with respect to a susceptor. ウェーハ支持領域を傾斜させたサセプタを示す図である。It is a figure which shows the susceptor which inclined the wafer support area | region.

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図2に、本発明の好適サセプタを部分断面図で示す。
図2(a)は、サセプタ3を構成する基材11のウェーハ支持領域3b上に、GCからなるリング12aを設置した構造例である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a preferred susceptor of the present invention.
FIG. 2 (a) is a structural example in which a ring 12a made of GC is installed on the wafer support region 3b of the base material 11 constituting the susceptor 3. FIG.

エピタキシャル成長処理を行う際、シリコンウェーハはGCからなるリング12a上に載置してエピタキシャル成長処理が行われる。リング12aをGCで構成したことから、その表面は軟らかく、線熱膨張係数がシリコンと同程度であるため、このリング12a表面と接するシリコンウェーハ裏面に、接触傷や接触痕を発生させるのを防止することができる。   When performing the epitaxial growth process, the silicon wafer is placed on the ring 12a made of GC and the epitaxial growth process is performed. Since the ring 12a is made of GC, its surface is soft and the coefficient of linear thermal expansion is the same as that of silicon, preventing contact scratches and traces from occurring on the back surface of the silicon wafer in contact with the ring 12a surface. can do.

また、サセプタ3を使用するにつれ、ウェーハとの接触によりGC製のリング12aの表面形状が劣化した場合は、設置してあるGC製のリング12aを取り外し、新しいリングと交換することにより、支持部材の表面形状の劣化によるウェーハの裏面品質の低下を防止することができる。
しかも、サセプタ3全体の交換の必要がないことから部材コストの低減を達成することができる。
If the surface shape of the ring 12a made of GC deteriorates due to contact with the wafer as the susceptor 3 is used, the support member can be removed by removing the installed ring 12a made of GC and replacing it with a new ring. It is possible to prevent deterioration of the back surface quality of the wafer due to deterioration of the surface shape of the wafer.
In addition, since it is not necessary to replace the entire susceptor 3, it is possible to reduce the member cost.

また、GC製のリングをウェーハ支持領域3b上に設置する代わりに、例えば図2(b)に示すように、GC製の円形の板状の交換用部材12bをウェーハ支持領域3bからザグリ部底面3cにかけて設置してもよい。また、図2(c)に示すように、GC製の円形の板状の交換用部材12bをサセプタ外周上面3dからザグリ部底面3cまで、サセプタ3の上面全体に設置してもよい。なお、表面をGCで被覆したウェーハ支持部材を用いるようにしてもよい。   Further, instead of installing a GC ring on the wafer support region 3b, for example, as shown in FIG.2 (b), a circular plate-shaped replacement member 12b made of GC is removed from the wafer support region 3b to the bottom surface of the counterbore part. You may install over 3c. Further, as shown in FIG. 2 (c), a circular plate-shaped replacement member 12b made of GC may be installed on the entire upper surface of the susceptor 3 from the susceptor outer peripheral upper surface 3d to the counterbore portion bottom surface 3c. A wafer support member whose surface is coated with GC may be used.

このように、ウェーハを支持する支持部材をGCとしたことにより、エピタキシャル成長処理後のウェーハ裏面への傷、接触痕の発生を防止することができる。
しかしながら、前述したように、繰り返し複数回使用した場合に、ウェーハ着脱時に生じるウェーハとサセプタの擦れなどにより、ウェーハを支持するサセプタの支持領域側に傷や凹凸を発生させてしまい、パーティクルの発塵やエピタキシャルウェーハの裏面品質に悪影響を及ぼすことから、支持部材を定期的に交換する必要がある。
例えば、サセプタのウェーハ支持部材12aの表面形状が粗くなると、ウェーハの表面のパーティクル個数が増加することから、サセプタのウェーハ支持部材12aの表面形状の劣化は、ウェーハ表面のパーティクルの個数を指標として判定することができる。
Thus, by using GC as the support member that supports the wafer, it is possible to prevent the back surface of the wafer after the epitaxial growth process from being damaged and contact marks.
However, as described above, when repeatedly used a plurality of times, the wafer and the susceptor are rubbed when attaching and detaching the wafer. Since it adversely affects the quality of the back surface of the epitaxial wafer, it is necessary to replace the support member periodically.
For example, when the surface shape of the wafer support member 12a of the susceptor becomes rough, the number of particles on the surface of the wafer increases. Therefore, the deterioration of the surface shape of the wafer support member 12a of the susceptor is determined using the number of particles on the wafer surface as an index. can do.

サセプタ基材11は、GC単体、あるいはSiC単体表面をGCで被覆する構成とすることが望ましい。汚染原因となるグラファイトカーボンを基材として使用しないので、ピンホール発生による不純物汚染を防止することができる。SiC単体表面をGCで被覆する構成とした場合には、SiCは強度に優れることからサセプタの変形防止に有効となる。ただし、SiCはウェーハより硬いため、ウェーハが大きく撓んでウェーハと接触した場合には接触傷や接触痕を発生させるおそれがあり、SiC表面をGCで被覆することにより、接触傷などの発生を防止することができる。   It is desirable that the susceptor substrate 11 has a configuration in which the surface of a single GC or a single SiC is coated with GC. Since graphite carbon that causes contamination is not used as a base material, impurity contamination due to the generation of pinholes can be prevented. In the case of a structure in which the surface of a single SiC is covered with GC, SiC is effective in preventing deformation of the susceptor because of its excellent strength. However, since SiC is harder than the wafer, there is a risk of contact flaws and contact marks occurring when the wafer bends greatly and comes into contact with the wafer. By covering the SiC surface with GC, the occurrence of contact flaws etc. is prevented. can do.

また、サセプタ基材11は、カーボングラファイト表面をSiCで被覆し、その表面にGCを被覆する三層構造と構成とすることが望ましい。グラファイトカーボンは安価であり、強度に優れることから、サセプタ製作コストおよびサセプタ変形防止に有効となる。ただし、単に、カーボングラファイト表面をSiCあるいはGCで被覆した構成とした場合には、ピンホール発生による不純物汚染の問題があるため、GCを更に被覆させた三層構造とすることで、ピンホールそのものの発生を抑制して不純物汚染を回避することができる。なお、SiC表面をGCで被覆する場合は、その膜厚が薄いと部分的な膜剥がれなどを生じてしまい、ピンホール抑制効果が小さくなるため、2〜40μmのGC膜を被覆することが望ましい。   Further, the susceptor base material 11 is preferably configured to have a three-layer structure in which the surface of carbon graphite is coated with SiC and the surface is coated with GC. Since graphite carbon is inexpensive and excellent in strength, it is effective for susceptor manufacturing cost and susceptor deformation prevention. However, if the carbon graphite surface is simply covered with SiC or GC, there is a problem of impurity contamination due to the generation of pinholes. Occurrence of impurities can be suppressed and impurity contamination can be avoided. In addition, when coating the SiC surface with GC, if the film thickness is thin, partial film peeling or the like occurs, and the pinhole suppressing effect is reduced. Therefore, it is desirable to coat a 2 to 40 μm GC film. .

本発明に従うGC製のウェーハ支持部材は、例えば図4に示すようにして作製することができる。なお、この図では、便宜上、板状のGC部材を作製する場合について説明する。
まず(a) 液体樹脂を容器へ注入し、熱硬化処理を行い、熱硬化性樹脂を成型する。次に、(b)成型した熱硬化性樹脂に対して、焼成前に、粗加工及び再度の熱処理を行う。(c)不活性雰囲気の炉内にて高温熱処理をして焼成、炭素化する。(d)次に製品寸法に加工を施す。(e)最後にハロゲンガス雰囲気の炉内で熱処理を行ってGCを高純度化する。これにより、ショア硬度が100〜1500HSのGC製のウェーハ支持部材を製造することができる。ショア硬度が高すぎる場合には、ウェーハに接触傷を発生させるおそれがある。
The GC wafer support member according to the present invention can be manufactured as shown in FIG. 4, for example. In this figure, for convenience, a case where a plate-like GC member is manufactured will be described.
First, (a) a liquid resin is poured into a container, a thermosetting treatment is performed, and a thermosetting resin is molded. Next, (b) the molded thermosetting resin is subjected to roughing and heat treatment before firing. (c) High-temperature heat treatment in a furnace in an inert atmosphere and firing and carbonization. (d) Next, the product dimensions are processed. (e) Finally, heat treatment is performed in a furnace in a halogen gas atmosphere to purify the GC. Thereby, a wafer support member made of GC having a Shore hardness of 100 to 1500 HS can be manufactured. If the Shore hardness is too high, contact damage may occur on the wafer.

なお、リングや板状の交換可能なウェーハ支持部材をサセプタ基材に設置するには、かかる部材を単にサセプタに載置あるいは嵌合させるだけでも良いが、図5(a)に示すように基材11と接着剤13aにより接着させたり、図5(b)のようにボルト13bで固定させたりしてもよい。   In order to install a ring or plate-shaped replaceable wafer support member on the susceptor substrate, the member may simply be placed on or fitted to the susceptor. However, as shown in FIG. The material 11 may be bonded with the adhesive 13a, or may be fixed with a bolt 13b as shown in FIG. 5 (b).

また、図6(a)に示すように、本サセプタのウェーハ支持部3bは、ザグリ部の外周側から中央側に向かって低くなるように水平面に対して傾斜していることが好ましい。
すなわち、支持部材をGCで構成していることから、ウェーハ裏面への接触傷などの発生を抑制する作用を有するものの、接触傷低減の観点からは接触面積をできるだけ小さくなるように傾斜角を大きくすることが有利である。ただし、傾斜角αを大きくし過ぎた場合には、図6 (b)に示すように、ウェーハの周縁のみで支持することとなり、図6 (c)に示すように、裏面に傷は発生しないものの、ウェーハ自重による応力集中が大きくなり、ウェーハ周縁部でスリップの発生が増加してしまうおそれがあるため、傾斜角αは2°以下とするのが好ましい。また、エピタキシャルプロセス中、高温熱処理によりサセプタ上に載置されたウェーハは撓んでしまい、図6(d)に示すように、サセプタのウェーハ支持部内側端位置でウェーハ裏面が鋭角な内側端と当接し、この当接部位で生じる応力集中により、図6 (e)に示すように、円弧状の傷が発生するおそれがある。このため、傾斜角αは0.4°以上とするのが好ましく、直径300mm以上のウェーハの使用を考慮した場合には、傾斜角αは1°以上とするのが好ましい。
Further, as shown in FIG. 6 (a), the wafer support portion 3b of the susceptor is preferably inclined with respect to the horizontal plane so as to become lower from the outer peripheral side of the counterbore portion toward the central side.
In other words, because the support member is made of GC, it has the effect of suppressing the occurrence of contact scratches on the backside of the wafer, but from the viewpoint of reducing contact scratches, the tilt angle is increased so as to make the contact area as small as possible. It is advantageous to do so. However, if the inclination angle α is too large, the wafer is supported only at the periphery of the wafer as shown in FIG. 6 (b), and no scratches are generated on the back surface as shown in FIG. 6 (c). However, since the stress concentration due to the wafer's own weight increases and the occurrence of slip at the peripheral edge of the wafer may increase, the inclination angle α is preferably 2 ° or less. Further, during the epitaxial process, the wafer placed on the susceptor due to the high-temperature heat treatment is bent, and as shown in FIG. As shown in FIG. 6 (e), there is a risk that arc-shaped scratches may occur due to the stress concentration generated at the contact portion. For this reason, the inclination angle α is preferably 0.4 ° or more, and in consideration of the use of a wafer having a diameter of 300 mm or more, the inclination angle α is preferably 1 ° or more.

また、本サセプタの外形の厚み(図6(a)のT)は、3.8mm〜7.0mmであることが好ましい。3.8mm未満であると、エピタキシャル成長プロセス、特に、昇温時においてサセプタ下側からの加熱が過度となり、スリップや裏面くもり等のウェーハ品質異常を招く恐れがあり、7.0mmを超えると装置所望の電力では正常な昇温が出来ず、温度制御が困難になるからである。   Further, the outer thickness (T in FIG. 6A) of the susceptor is preferably 3.8 mm to 7.0 mm. If the thickness is less than 3.8 mm, the epitaxial growth process, especially heating from the lower side of the susceptor at the time of temperature rise, may cause wafer quality abnormalities such as slip and backside fogging. In this case, normal temperature rise cannot be achieved and temperature control becomes difficult.

《実験例1》
本発明の効果を実証するために、図1に示す枚葉式の気相成長装置を用い、図6(a)で示すサセプタを用いてエピタキシャル成長実験を行った。
具体的には、本発明例のサセプタとして、全面に厚み20μmのSiCの第1被覆層と、厚み5μmのガラス状カーボンの第2被覆層を備えるグラファイトカーボンを基材としたサセプタを製作し、このサセプタのウェーハ支持領域上に、GC単体からなる傾斜角αが1.0°のリング状のウェーハ支持部材を載置する構成とした。
この本発明例のサセプタを使用し、エピタキシャル成長処理を繰り返し行い、エピタキシャルウェーハの表面観察により検出されるパーティクル個数が大きく増加した時点で、GC製の支持部材のみを新しい支持部材に交換して、再度、エピタキシャル成長処理を繰り返し行った。
図3は、上記実験後のエピタキシャルウェーハ表面のパーティクル個数及びウェーハ支持部材表面の粗さの変化を示すものである。
ここで、ウェーハ表面のパーティクル個数は、光散乱による表面検査装置(KLA−Tencor社製、SP−1)を用い、粒径サイズ0.12μm以上のパーティクルをカウントした結果である。
また、サセプタ支持領域の粗さは、JIS B 0031 (1994)にて定義される算術平均粗さRaで示し、3D形状測定顕微鏡(KEYENCE製、VK−9500)により200μm×200μmの領域を計測して算出した結果を示している。
図3から明らかなように、エピタキシャル成長処理回数が増大するにつれて、エピタキシャルウェーハ表面で観察されるパーティクル個数が増加し、サセプタのウェーハ支持部材表面の粗さも悪化することがわかる。
また、サセプタのウェーハ支持部材を交換した場合には、パーティクルが観察されず、再び、エピタキシャル成長処理回数が増大するにつれて、エピタキシャルウェーハ表面で観察されるパーティクル個数が増加することが分かる。
このように、パーティクルの発生原因はウェーハ支持部材表面の劣化に起因するものであり、パーティクルの観察個数を継続使用の基準として、サセプタのウェーハ支持部材を定期的に交換する作業を行えばよいことになる。
なお、サセプタのウェーハ支持部材を交換してエピタキシャル成長させた直後の、エピタキシャルウェーハ裏面の接触傷の発生有無を暗室集光灯下による目視検査で確認したが、全く観察されなかった。
<< Experiment 1 >>
In order to verify the effect of the present invention, an epitaxial growth experiment was conducted using the single wafer type vapor phase growth apparatus shown in FIG. 1 and the susceptor shown in FIG. 6 (a).
Specifically, as a susceptor of the present invention example, a susceptor based on graphite carbon including a first coating layer of SiC having a thickness of 20 μm and a second coating layer of glassy carbon having a thickness of 5 μm is manufactured on the entire surface, A ring-shaped wafer support member made of a single GC and having an inclination angle α of 1.0 ° is placed on the wafer support region of the susceptor.
Using this susceptor of the present invention, the epitaxial growth process is repeated, and when the number of particles detected by surface observation of the epitaxial wafer is greatly increased, only the support member made of GC is replaced with a new support member, and again. The epitaxial growth process was repeated.
FIG. 3 shows changes in the number of particles on the surface of the epitaxial wafer and the roughness of the surface of the wafer support member after the experiment.
Here, the number of particles on the wafer surface is a result of counting particles having a particle size of 0.12 μm or more using a light scattering surface inspection device (manufactured by KLA-Tencor, SP-1).
The roughness of the susceptor support area is indicated by the arithmetic average roughness Ra defined in JIS B 0031 (1994), and a 200 μm × 200 μm area is measured with a 3D shape measurement microscope (manufactured by KEYENCE, VK-9500). The result calculated in this way is shown.
As is apparent from FIG. 3, as the number of epitaxial growth processes increases, the number of particles observed on the epitaxial wafer surface increases, and the roughness of the susceptor wafer support member surface also deteriorates.
It can also be seen that when the wafer support member of the susceptor is replaced, no particles are observed, and the number of particles observed on the epitaxial wafer surface increases as the number of epitaxial growth processes increases again.
In this way, the cause of the generation of particles is due to the deterioration of the surface of the wafer support member, and it is only necessary to periodically replace the wafer support member of the susceptor using the number of observed particles as a reference for continuous use. become.
The occurrence of contact scratches on the back surface of the epitaxial wafer immediately after the wafer support member of the susceptor was replaced and epitaxially grown was confirmed by visual inspection under a dark room condenser lamp, but was not observed at all.

《実験例2》
サセプタのウェーハ支持部材の傾斜角αの適正範囲を確認することを目的に、直径300mmと直径200mmのシリコンウェーハを用い、実験例1で使用したサセプタのウェーハ支持部材の傾斜角αをいくつかの水準に変化させて、その他の条件は実験例1と同一条件でエピタキシャル成長を行った。
このときのエピタキシャル成長条件は、結晶方位(100)、p型のシリコンウェーハをサセプタのウェーハ支持部材上に載置し、水素ベーク後、キャリアガスと共にSiHClを気相成長装置の炉内に供給して、1150℃の温度でエピタキシャル成長を行い、シリコンウェーハ表面に厚さ4μmのエピタキシャル膜を形成する条件とした。
上記により製造したエピタキシャルウェーハを暗室集光灯下による目視検査で確認してウェーハ面内で発生した傷やスリップの発生部位を特定し、当該部位を、表面検査装置(KLA−Tencor社製、SP−1)を用いて観察し、エピタキシャルウェーハ裏面に発生する円弧状の傷の長さ、及びスリップの長さを測定した。
ここで、「円弧状の傷の長さ」とは、発生した傷の総和であり、「スリップの長さ」とは、発生したスリップの総和である。測定結果を以下の表1に示す。
<< Experiment 2 >>
In order to confirm the proper range of the inclination angle α of the wafer support member of the susceptor, silicon wafers having a diameter of 300 mm and a diameter of 200 mm were used, and the inclination angle α of the wafer support member of the susceptor used in Experimental Example 1 The epitaxial growth was performed under the same conditions as in Experimental Example 1 except that the conditions were changed to the standard.
Epitaxial growth conditions at this time are as follows: a crystal orientation (100), p-type silicon wafer is placed on the wafer support member of the susceptor, and after hydrogen baking, SiHCl 3 is supplied together with a carrier gas into the furnace of the vapor phase growth apparatus. Thus, epitaxial growth was performed at a temperature of 1150 ° C., and an epitaxial film having a thickness of 4 μm was formed on the silicon wafer surface.
The epitaxial wafer manufactured as described above is confirmed by visual inspection under a dark room condenser lamp to identify the site of scratches and slips occurring on the wafer surface, and the site is identified as a surface inspection device (SP manufactured by KLA-Tencor, SP -1) was used to measure the length of arc-shaped flaws and the length of slip generated on the back surface of the epitaxial wafer.
Here, the “arc-shaped scratch length” is the total sum of the generated scratches, and the “slip length” is the total slip generated. The measurement results are shown in Table 1 below.

Figure 2011146504
表1に示したように、傾斜角が2.0°を超えると、ウェーハ径サイズに関係なくスリップが発生することがわかる。また、ウェーハ裏面で観察された円弧状の傷のほとんどは、ウェーハ支持部材内側端が位置する箇所で発生していることから、ウェーハが撓み接触しているものと推定でき、このウェーハ撓みによる傷を生じない傾斜角の最小値はウェーハ径サイズに依存することがわかる。
Figure 2011146504
As shown in Table 1, it can be seen that when the inclination angle exceeds 2.0 °, slip occurs regardless of the wafer diameter size. In addition, since most of the arc-shaped scratches observed on the back surface of the wafer are generated at the location where the inner edge of the wafer support member is located, it can be estimated that the wafer is in a bending contact. It can be seen that the minimum value of the tilt angle that does not cause the difference depends on the wafer diameter size.

この発明によれば、エピタキシャルウェーハ裏面での傷、接触痕の発生を防止することができ、しかも、サセプタを半永久的に使用することができる。
本発明は、特に径が300mm以上の大径ウェーハの製造に好適である。
According to this invention, it is possible to prevent generation of scratches and contact marks on the back surface of the epitaxial wafer, and the susceptor can be used semipermanently.
The present invention is particularly suitable for manufacturing a large-diameter wafer having a diameter of 300 mm or more.

1 エピタキシャル炉
2 ウェーハ
3 サセプタ
3a サセプタのザグリ部
3b サセプタのザグリ部のウェーハ支持領域
3c ザグリ部底面
3d サセプタの外周上面
4 加熱機構
5 サセプタサポート
5a ウェーハリフトピン
6 ローター
7 アッパーライナー
8 ローワーライナー
9 アッパードーム
10 ローワードーム
11 基材
12a 交換用部材(GCリング)
12b 交換用部材(GC板)
13a 接着剤
13b ボルト
C 円弧状の傷
T サセプタ外形厚み
α 水平面に対するウェ−ハ支持部の傾斜角度
1 Epitaxial furnace
2 wafers
3 Susceptor
3a Counterbore part of susceptor
3b Wafer support area of counterbore part of susceptor
3c Counterbore bottom
3d Upper surface of susceptor
4 Heating mechanism
5 Susceptor support
5a Wafer lift pin
6 Rotor
7 Upper liner
8 Lower liner
9 Upper dome
10 Lowwardome
11 Base material
12a Replacement part (GC ring)
12b Replacement parts (GC plate)
13a Adhesive
13b bolt
C Arc-shaped scratch
T susceptor outer thickness α Inclination angle of wafer support relative to horizontal plane

Claims (6)

サセプタ基材の少なくともウェーハ支持領域に、ガラス状カーボン製のウェーハ支持部材を交換可能に設置したことを特徴とする、気相成長装置用サセプタ。   A susceptor for a vapor phase growth apparatus, wherein a glassy carbon wafer support member is installed in at least a wafer support region of a susceptor substrate in a replaceable manner. 前記サセプタ基材が、ガラス状カーボン、全面をガラス状カーボンで被覆したSiC、全面にSiCの第1被覆層とガラス状カーボンの第2被覆層を備えるグラファイトカーボン、のいずれかである、請求項1に記載の気相成長装置用サセプタ。   The susceptor base material is one of glassy carbon, SiC coated on all surfaces with glassy carbon, and graphite carbon including a first coating layer of SiC and a second coating layer of glassy carbon on the entire surface. The susceptor for a vapor phase growth apparatus according to 1. ガラス状カーボンのショア硬度が、100〜1500HSであることを特徴とする、請求項1又は2に記載の気相成長装置用サセプタ。   3. The susceptor for vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the glassy carbon has a Shore hardness of 100 to 1500 HS. 前記ウェーハ支持部材のウェーハ支持面を、該サセプタのザグリ部の外周側から中心に向かって低くなるように、2°以下の角度で傾斜させたことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の気相成長装置用サセプタ。   The wafer support surface of the wafer support member is inclined at an angle of 2 ° or less so as to become lower toward the center from the outer peripheral side of the counterbore part of the susceptor. A susceptor for a vapor phase growth apparatus according to claim 1. 前記ウェーハが、直径300mm以上のシリコンウェーハであることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の気相成長装置用サセプタ。   The susceptor for a vapor phase growth apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the wafer is a silicon wafer having a diameter of 300 mm or more. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の気相成長装置用サセプタを備える、気相成長用装置。   6. A vapor phase growth apparatus comprising the vapor phase growth apparatus susceptor according to claim 1.
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