JP2013051290A - サセプタ、該サセプタを用いた気相成長装置およびエピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェーハに設けられたノッチ部周辺においても高い平坦性を有するエピタキシャルウェーハを製造することを可能にするサセプタおよび該サセプタを用いたエピタキシャルウェーハの製造方法を提案する。
【解決手段】上面にウェーハＷが載置される円形凹状の座ぐり部１１が形成され、該座ぐり部１１は、ウェーハＷの裏面周縁部を支持する上部座ぐり部１２と、上部座ぐり部１２よりも中心側下段に形成された下部座ぐり部１３とを有する二段の座ぐり部で構成され、上部座ぐり部１２の環状底面部１４にウェーハＷを載置してエピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際、ウェーハＷの周縁部に設けられたノッチ部Ｎから下部座ぐり部１３内に流入する原料ソースガスの流入を抑制する、下部座ぐり部１３の内周壁面の一部に下部座ぐり部１３の内周壁面よりも内側に突出する突出部１５が設けられていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、サセプタ、該サセプタを用いた気相成長装置、およびエピタキシャルウェーハの製造方法に関し、特に、高い平坦性を有するエピタキシャルウェーハを製造することが可能なサセプタ、該サセプタを用いた気相成長装置、およびエピタキシャルウェーハの製造方法に関するものである。

一般に、シリコンウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等により単結晶シリコンを育成し、該シリコン単結晶をブロックに切断した後、薄くスライスし、平面研削（ラッピング）工程、エッチング工程および鏡面研磨（ポリッシング）工程を経て最終洗浄することにより得られる。その後、各種品質検査を行って異常が確認されなければ製品として出荷される。

ここで、より高い結晶性や平坦性が要求される場合には、シリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を更に成長させてエピタキシャルウェーハを製造する。具体的には、まず基板として用いるシリコンウェーハを気相成長装置の成長炉内に導入して該炉内に設けられたサセプタ上に載置し、基板温度を１０００℃以上の温度に上昇させてシリコンソースガスを供給して、所定の厚さのエピタキシャル膜を成長させる。

高平坦度が要求されるシリコンウェーハのエピタキシャル成長は、枚葉処理によって膜厚均一性の向上が図られている。しかし、基板となるシリコンウェーハの周縁部に向って、エピタキシャル層の膜厚が減少する傾向があり、エピタキシャル膜の形成の際に平坦度を維持することは容易ではない。特にウェーハの周縁部では、エピタキシャル層の形成膜厚の急激な変化が生じやすく、エピタキシャル膜の平坦化は困難である。

そこで、特許文献１には、環状底面部１４にテーパ処理を施し、環状底面部１４の幅を変更することにより、エピタキシャル層膜厚を調整できる技術について記載されている。図１は、特許文献１に記載された従来のサセプタの断面図を示している。このサセプタ１００の上面には、２段の座ぐり部１１が形成されており、座ぐり部１１は、ウェーハＷを支持する上部座ぐり部１２と、下部座ぐり部１３とを有している。

特開２００７−２７３６２３号公報

ところで、近年、高純度のエピタキシャル膜を有するエピタキシャルウェーハが望まれている。そのため、サセプタの表面をシリコンコートすることにより、サセプタ基材からの汚染を防止する手法が採用されつつある。

しかし、発明者が検討したところ、シリコンコートが施されたサセプタを用いてエピタキシャルウェーハを製造すると、環状底面部１４の幅が大きい場合には、エピタキシャル膜の成長中にサセプタ上に堆積したポリシリコン膜がシリコンウェーハＷの裏面に転写する、いわゆるマストランスファー（物質移動）と呼ばれる現象が発生し、ウェーハ周縁部の裏面側においてシリコン成長（裏面デポ）が数多く発生することが明らかとなった。

そこで、発明者は、上記裏面デポを抑制する方途を検討したところ、環状底面部１４の幅を小さくすることが有効であることを見出した。しかしながら、環状底面部１４の幅を小さくしすぎると、今度はウェーハＷのノッチ部Ｎからウェーハ裏面への原料ソースガスの回り込みが発生し、ノッチ部Ｎ近傍において、裏面デポを抑制できないことが新たな問題がとなっていた。

そこで、本発明の目的は、シリコンウェーハの周縁部に設けられたノッチ部近傍における裏面デポを抑制し、ノッチ部の周辺領域においても高い平坦性を有するエピタキシャルウェーハを製造することが可能なサセプタ、該サセプタを用いた気相成長装置、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。

発明者は、上記課題を解決する方途について鋭意検討した結果、上部座ぐり部１２の環状底面部１４にウェーハＷを載置してエピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際、ウェーハＷの周縁部に設けられたノッチ部Ｎから下部座ぐり部１３内に流入する原料ソースガスの流入を抑制する、下部座ぐり部１３の内周壁面の一部に下部座ぐり部１３の内周壁面よりも内側に突出する突出部を設けることが有効であることを見出し、本発明を完成させるに到った。

即ち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）エピタキシャル成長装置内でウェーハを載置するためのサセプタであって、上面にウェーハが載置される円形凹状の座ぐり部が形成され、前記座ぐり部は、前記ウェーハの裏面周縁部を支持する上部座ぐり部と、前記上部座ぐり部よりも中心側下段に形成された下部座ぐり部とを有する二段の座ぐり部で構成され、前記上部座ぐり部の環状底面部に前記ウェーハを載置して前記エピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際、前記ウェーハの周縁部に設けられたノッチ部から前記下部座ぐり部内に流入する前記原料ソースガスの流入を抑制する、前記下部座ぐり部の内周壁面の一部に前記下部座ぐり部の内周壁面よりも内側に突出する突出部が設けられていることを特徴とするサセプタ。

（２）前記ウェーハの中心を前記サセプタの中心と一致させて前記サセプタ上に前記ウェーハを載置して上面視した際、前記上部座ぐりの環状底面部および前記突出部は、予め前記ウェーハに設定される製品保証領域と製品除外領域との境界ラインよりも前記ウェーハの径方向外側に位置することを特徴とする前記（１）に記載のサセプタ。

（３）前記ウェーハの半径をｒ１とし、前記ウェーハに設定された前記境界ラインの半径をｒ２とし、前記境界ラインのうち前記ノッチ部に対応する境界ラインの最小半径をｒ３とし、前記下部座ぐり部の内周壁の半径をｒ４とし、前記サセプタの中心から前記突出部先端までの距離をｒ５としたとき、下記の式（Ａ）を満足することを特徴とする前記（２）に記載のサセプタ。
ｒ２＜ｒ４＜ｒ１ かつ ｒ３＜ｒ５ （Ａ）

（４）前記ノッチ部の深さをｄ１としたとき、下記の式（Ｂ）を満足することを特徴とする前記（３）に記載のサセプタ。
ｒ５≦（ｒ１−ｄ１）＜ｒ４ （Ｂ）

（５）前記上部座ぐりの環状底面部は、該環状底面部の中心に向けて下向きに傾斜させた傾斜面であることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載のサセプタ。

（６）前記下部座ぐり部の底面に、前記サセプタの裏面側に貫通する貫通孔が複数箇所設けられていることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載のサセプタ。

（７）前記サセプタの表面がシリコン膜で被覆されていることを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載のサセプタ。

（８）前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のサセプタ上に、ノッチ部の位置を前記突出部の位置に対応させてウェーハを載置した状態で、前記ウェーハ表面にエピタキシャル膜を形成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。

（９）前記エピタキシャル膜はシリコンエピタキシャル膜であり、前記サセプタ上に前記ウェーハを載置する前に、前記サセプタ表面をシリコン膜で被覆しておくことを特徴とする前記（８）記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。

（１０）前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載のサセプタを有するエピタキシャル成長装置。

本発明によれば、下部座ぐり部の内周壁面の一部に下部座ぐり部の内周壁面よりも内側に突出する突出部を設けることにより、上部座ぐり部の環状底面部にウェーハを載置してエピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際、ウェーハの周縁部に設けられたノッチ部から下部座ぐり部内に流入する原料ソースガスの流入を抑制することができるため、ノッチ部近傍における裏面デポが抑制され、ひいてはノッチ部の周辺領域においても高い平坦性を有するエピタキシャルウェーハを得ることができる。

従来のサセプタの断面図である。 本発明によるサセプタの（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。 ウェーハが載置された状態の本発明によるサセプタの（ａ）上面図および（ｂ）断面図である。 本発明によるサセプタおよびにウェーハの上面図である。 環状底面部の幅がノッチ部の深さ以上の場合のサセプタとウェーハとの位置関係を示す図である。 環状底面部の幅がノッチ部の深さより小さい場合のサセプタとウェーハとの位置関係を示す図である。 本発明によるサセプタを適用した気相成長装置を示す図である。 （ａ）比較例１、および（ｂ）発明例２に対するエピタキシャルウェーハの平担度（Ｓｉｔｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｅａｓｔ ｓＱａｒｅｓ Ｒａｎｇｅ，ＳＦＱＲ）のサイトマップを示す図である。 （ａ）比較例２、および（ｂ）発明例２に対するエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲのサイトマップを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図２は、本発明によるサセプタを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。ここで、図１に示した従来のサセプタ１００と同じ構成には同じ符号が使用されている。本発明によるサセプタ１は、上面にウェーハＷが載置される円形凹状の座ぐり部１１が形成されており、この座ぐり部１１は、ウェーハＷの裏面周縁部を支持する上部座ぐり部１２と、上部座ぐり部１２よりも中心側下段に形成された下部座ぐり部１３とを有する二段の座ぐり部で構成されている。ウェーハＷは、上部座ぐり部１２の環状底面部１４に載置される。ここで、エピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際に、ウェーハＷの周縁部に設けられたノッチ部Ｎから、下部座ぐり部１３内に流入する原料ソースガスの流入を抑制する、下部座ぐり部１３の内周壁面の一部に下部座ぐり部１３の内周壁面よりも内側に突出する突出部１５を設けることが肝要である。

図３は、ウェーハＷが載置された状態のサセプタ１を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は断面図である。ウェーハＷの周縁部の一部には、上述のように、Ｖ字状の切り欠きであるノッチ部Ｎが設けられており、このノッチ部Ｎを用いてウェーハＷの位置合わせや方位合わせが行われている。ノッチ部Ｎは、例えば、紡錘形状をした砥石を使用して形成することができる。このようなノッチ部Ｎの形状は、ＳＥＭＩ（Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ） Ｍ１−０７０７において規定されており、例えば、直径３００ｍｍのウェーハＷの周縁部に９０°に開いたＶ字状のノッチ部Ｎを、深さ：１ｍｍ、径：３ｍｍのピンが入って位置合わせ等が可能なように形成される。

ここで、サセプタ１の環状底面部１４の幅を小さく設定しすぎると、ウェーハＷのノッチ部Ｎからウェーハ裏面への原料ソースガスの回り込みが発生し、ノッチ部Ｎ付近の領域において、裏面デポを抑制することができない。そこで、突出部１５を設けることにより、ウェーハＷの表面側から流される原料ソースガスが、ノッチ部ＮからウェーハＷの裏面側に回り込むことが抑制されて裏面デポが抑制され、ひいてはノッチ部Ｎの周辺領域においても高い平坦度を有するウェーハＷを得ることが可能となるのである。以下、本発明によるサセプタ１の各構成について説明する。

サセプタ１の素材としては、エピタキシャル膜の形成の際、サセプタ１からの汚染を低減するために、炭素基材の表面にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）をコーティングしたものを用いることが一般的であるが、サセプタ１全体がＳｉＣで形成されても良い。または、表面がＳｉＣでコーティングされていれば、内部には他の材料を含んで構成されていても良い。
さらに、このサセプタ１の表面をシリコン膜で被覆されていることが好ましい。これにより、サセプタ１からエピタキシャル膜への汚染を防止することができる。

環状底面部１４は、ウェーハＷの周縁部を支持する。ここで、環状底面部１４が水平面である場合、ウェーハＷを面接触して支持することになるため、ノッチ部Ｎからの原料ソースガスの回り込みを抑制する点においては有利である。しかし、環状底面部１４とウェーハＷとの接触面積が大きいため、接触キズが発生する領域も大きい。ウェーハＷには、品質が保証された製品保証領域が設定されており、例えば「外周全域において外周から２ｍｍ内側の領域」のように設定される。しかし、たとえ接触キズが品質保証領域の外に形成された場合であっても、キズが散見される場合には外観不良として製品出荷できなくなってしまう。

この接触キズを低減するためには、環状底面部１４とウェーハＷとの接触面積をできるだけ小さくすることが有効である。そのためには、環状底面部１４に対してテーパ処理を施して、環状底面部１４の中心に向けて下向きに傾斜させた傾斜面とし、ウェーハ裏面を線接触支持するように構成することが有効である。これにより、環状底面部１４とウェーハＷの周縁部との接触は線接触となり、接触面積が低減されるため、接触キズの発生を低減することができる。また、傾斜面とすることにより、ウェーハ裏面との間隔が長くなるため、マストランスファーによる裏面デポの発生も低減することができる。

ところで、ウェーハＷの周縁部は、面取り加工が施されているのが通例である。この面取り加工により形成された面取り部Ｅの形状としては、ラウンド形状の他、テーパ形状、テーパ面角度が上下で異なる非対象面取り形状などが挙げられ、面取り部Ｅの幅は２００〜５００μｍ（３００μｍ）程度の範囲に設定される。この面取り部Ｅには鏡面研磨処理が施されるが、面取り部Ｅの表面性状は周方向で均一ではなく微小な凹凸が存在する。そのため、面取り部Ｅを環状底面部１４で支持すると、接触支持によるパーティクルの発塵などを招く虞がある。

また、面取り部Ｅをテーパ面で支持しようとすると、環状底面部１４のテーパ面角度をかなり鋭角な面として面取り部Ｅを支持しなければならず、この場合、載置するウェーハＷに傾きを生じやすく、ウェーハ表面全面に均一なエピタキシャル膜を成長させることが困難となる。

そこで、ウェーハＷを上部座ぐり部１２の環状底面部１４で支持する場合、ウェーハＷの面取り部Ｅを支持せずに、ウェーハ裏面を支持するように構成されている。具体的にはウェーハ裏面側の面取り部Ｅとウェーハ裏面との境界付近と環状底面部１４が接触するように、ウェーハＷが支持されることが好ましい。そのため、環状底面部１４の水平面に対する傾斜角度を２°以下とすることが好ましい。

突出部１５は、下部座ぐり部１３の内周壁面の一部に下部座ぐり部１３の内周壁面よりも内側に突出するように設けられる。これにより、上述のように、エピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際に、ウェーハＷの周縁部に設けられたノッチ部Ｎから、下部座ぐり部１３内に流入する原料ソースガスの流入を抑制することができる。

突出部１５の形状や大きさは、少なくともノッチ部Ｎの直下の少なくとも一部を覆うように構成されていれば、ノッチ部Ｎから下部座ぐり部１３内に流入する原料ソースガスの流入を抑制する効果があるが、図３（ａ）に示したように、ウェーハＷの中心をサセプタ１の中心と一致させてサセプタ１上にウェーハＷを載置して上面視した時に、突出部１５がノッチ部Ｎの全ての領域を覆うように構成することが好ましい。
また、後述するように、突出部１５がノッチ部Ｎの直下を覆わない場合でも、ノッチ部Ｎの直下を覆う場合と同様な突出部形状のものを採用すればよく、ウェーハ中心からノッチ部Ｎを結ぶ直線上に突出部１５を配置すればよい。特に、突出部１５のウェーハ径方向長さは、製品保証領域内に達しないようにすることが好ましい。

このように、下部座ぐり部の内周壁面の一部に下部座ぐり部の内周壁面よりも内側に突出する突出部を設けることにより、上部座ぐり部の環状底面部にウェーハを載置してエピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際、ウェーハの周縁部に設けられたノッチ部から下部座ぐり部内に流入する原料ソースガスの流入を抑制することができるため、ノッチ部近傍における裏面デポが抑制され、ひいてはノッチ部の周辺領域においても高い平坦性を有するエピタキシャルウェーハを得ることができる。

以上の本発明によるサセプタ１において、上部座ぐり部１３の環状底面部１４および突出部１５は、予めウェーハＷに設定される製品保証領域と製品除外領域との境界ラインＬよりもウェーハＷの径方向外側に位置することが好ましい。図４は、ウェーハＷの中心をサセプタ１の中心と一致させてサセプタ１上にウェーハＷを載置した状態の上面図である。ただし、説明のために、ウェーハＷのノッチ部Ｎとサセプタ１の突出部１５とは互いに１８０°回転されて配置されている。

ここで、製品保証領域と製品除外領域との境界ラインＬは、ウェーハＷの外周形状に沿うように設定されるため、ノッチ部Ｎの周辺では、ウェーハＷの他の周縁部よりもウェーハ径方向内側に設定されることになる。この製品除外領域の幅は、年々その狭小化の要求が厳しくなっており、従来は３ｍｍ程度であったものが、近年では２ｍｍとなり、時には１ｍｍ程度が要求されているのが現状である。

上部座ぐり部１２の環状底面部１４とウェーハ裏面とが接触あるいは近接する領域では、マストランスファーによる裏面デポが発生し易い。そこで、製品保証領域の直下に上部座ぐり部１２の環状底面部１４および突出部１５を位置させないようにする、換言すれば、ウェーハＷの製品除外領域直下に下部座ぐり部１３の内周壁を位置させることにより、マストランスファーによる裏面デポの発生を抑制することができる。

ここで、上述のように、製品保証領域の直下に上部座ぐり部１２の環状底面部１４および突出部１５を位置させないようにする幾何学的要件について検討する。図４に示したように、ウェーハＷの半径をｒ１、ウェーハＷに設定された境界ラインＬの半径をｒ２、境界ラインＬのうちノッチ部Ｎに対応する境界ラインＬの最小半径をｒ３、下部座ぐり部１３の内周壁の半径をｒ４、サセプタ１の中心から突出部１５の先端までの距離をｒ５とする。また、ノッチ部Ｎの深さをｄ１とする。

上述のように、上部座ぐり部１２の環状底面部１４は、ウェーハＷの周縁部を支持することから、ｒ４＜ｒ１であることが必要である。また、製品保証領域の直下に突出部１５を位置させないように、境界ラインＬのうちノッチ部Ｎに対応する境界ラインＬの最小半径ｒ３は、突出部１５の先端までの距離ｒ５よりも小さいことが好ましい。即ち、ｒ３＜ｒ５の関係を満足させることが好ましい。さらに、製品保証領域内における裏面デポの発生を抑制するために、ウェーハＷに設定された境界ラインＬの半径ｒ２は、下部座ぐり部１３の内周壁の半径ｒ４よりも小さいことが好ましい。即ち、ｒ２＜ｒ４の関係を満足させることが好ましい。以上から、下記の式（１）を満足させることにより、製品保証領域内における裏面デポの発生を抑制させることができることになる。
ｒ２＜ｒ４＜ｒ１ かつｒ３＜ｒ５ （１）

本発明によるサセプタ１上に、ウェーハＷを載置した際に、サセプタ１における突起部１５と、ウェーハＷのノッチ部Ｎとの間の位置関係は、大きく次の２つに分けることができる。即ち、図５に示すように、上部座ぐり部１２の環状底面部１４の幅がノッチ部Ｎの深さｄ１以上であり、突出部１５がノッチ部Ｎの直下を覆わない場合と、図６に示すように、環状底面部１４の幅がノッチ部Ｎの深さｄ１より小さく、突出部１５がノッチ部Ｎの直下の少なくとも一部を覆う場合である。ここで、図５および６においては、環状底面部１４はテーパ処理が施された傾斜面であるが、水平面であっても良い。

前者の場合、環状底面部１４が傾斜面である場合には、ノッチ部Ｎから下部座ぐり部１３内に原料ソースガスが流入するが、突出部１５は、ノッチ部Ｎの直下を覆うことはできない。環状底面部１４が水平面である場合でも同様であり、ノッチ部Ｎは環状底面部１４により塞がれてはいるものの、微視的にはウェーハＷと環状底面部１４との間で原料ソースガスの流通が発生する。しかし、後述する実施例に示すように、図６のように突出部１５を設けることにより、ウェーハ裏面上のノッチＮ周辺における裏面デポの発生が抑制されることが明らかとなった。

この理由は明らかではないが、恐らく、突起部１５を設けることにより、ノッチ部Ｎから下部座ぐり部１３内に進入する原料ソースガスのガス流に対する抵抗が、原料ソースガスと接触する表面部位が増大することにより増大し、原料ソースガスの流れ易さ（コンダクタンス）が低減されて、ガスの流入量が抑制されるためと考えられる。

これに対して、後者の場合、エピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際に、上述のようにウェーハＷの周縁部に設けられたノッチ部Ｎから、下部座ぐり部１３内に原料ソースガスが流入して裏面デポが発生してしまう。そのため、ノッチ部Ｎの開口領域直下を覆うように、突出部１５を設けることが有効となり、ノッチ部Ｎからの原料ソースガスの流入を抑制して裏面デポの発生を抑制することができる。

ここで、後者の場合にサセプタ１が満たすべき幾何学的条件は、上記の式（１）の条件に加えて、環状底面部１４の幅がノッチ部Ｎの深さｄ１よりも小さいことから、（ｒ１−ｄ１）＜ｒ４であることが必要である。また、ノッチ部Ｎの開口領域直下を覆うように、突出部１５を設けることが有効であることから、ｒ５≦（ｒ１−ｄ１）の関係を満たすことが望ましい。以上から、下記の式（２）を満足させることにより、ノッチ部Ｎからの原料ソースガスの流入を抑制して裏面デポの発生を抑制することができる。
ｒ５≦（ｒ１−ｄ１）＜ｒ４ （２）

このように、下部座ぐり部１３の内周壁面の一部に下部座ぐり部１３の内周壁面よりも内側に突出部１５を設けることにより、上部座ぐり部１２の環状底面部１４の幅がノッチ部Ｎの深さｄ１より小さい場合はもちろん、上部座ぐり部１２の環状底面部１４の幅がノッチ部Ｎの深さｄ１以上であり、突出部１５がノッチ部Ｎの直下を覆わない場合であっても、ノッチ部Ｎを介した原料ソースガスのウェーハ裏面への回り込みが抑制され、ウェーハ裏面上のノッチＮ周辺における裏面デポの発生を抑制することができる。

また、本発明のサセプタ１において、下部座ぐり部１３の底面に、サセプタ１の裏面側に貫通する貫通孔が複数箇所設けられていることが好ましい。即ち、ウェーハＷをサセプタ１上に載置する場合、ウェーハは一旦、昇降リフトピン（図示せず）上に載せられ、リフトピンを下降させることにより、サセプタ１の座ぐり部１１内に載置されるが、リフトピンを下降させた際、ウェーハＷとサセプタ１との間に存在するガスが速やかに抜けず、ウェーハＷが載置される位置がずれ易い問題がある。本発明では、突出部１５とノッチ部Ｎを正確に位置合わせして、ウェーハＷを載置する必要がある。そこで、下部座ぐり部１３の底面に、サセプタ１の裏面側に貫通する貫通孔が複数箇所設けることにより、サセプタ１の環状底面部１４にウェーハＷをローディングする際に、サセプタ１とウェーハＷとの間のガスがサセプタ１の裏面側に排出され、ウェーハＷを所定の位置に正確に載置することができるようになる。

図７は、本発明によるサセプタ１を適用した気相成長装置２を示している。この気相成長装置２は、気密性を保持するためのアッパーライナー２１およびローワーライナー２２とを備え、アッパードーム２３、ローワードーム２４によってエピタキシャル成長炉が区画されている。このエピタキシャル成長炉の内部にウェーハＷを水平に載置するためのサセプタ１が設けられている。大口径のエピタキシャルウェーハを製造する場合には、この図に示したような、枚葉式の気相成長装置を用いるのが一般的である。

この気相成長装置２を用いてエピタキシャルウェーハの製造を行うには、まず、ウェーハＷをサセプタ１の環状底面部１４に載置する。このとき、ウェーハＷの周縁部に形成されたノッチ部Ｎと、サセプタ１に設けられた突出部１５が重なるように配置することが肝要である。ここで、図５に示したような突出部１５がノッチ部Ｎの直下を覆わない場合には、ウェーハ中心からノッチ部Ｎを結ぶ直線上に突出部１５を配置すればよい。
次いで、加熱機構によってウェーハＷを所定の温度まで加熱し、このサセプタ１を、ローターによって回転させながら原料ソースガスであるシリコンソースガスをサセプタ１の上面に沿って水平方向に供給して、ウェーハＷ上に所定の厚さを有するエピタキシャル膜を成長させることにより、エピタキシャルウェーハを製造することができる。

ここで、ウェーハＷの周縁部に形成されたノッチ部Ｎと、サセプタ１に設けられた突出部１５が重なるように配置されているため、ウェーハの周縁部に設けられたノッチ部から下部座ぐり部内に流入する原料ソースガスの流入を抑制することができ、ノッチ部近傍における裏面デポが抑制され、ひいてはノッチ部の周辺領域においても高い平坦性を有するエピタキシャルウェーハを得ることができる。

（発明例１）
以下、本発明の実施例について説明する。
図５に示したサセプタ１、即ち、環状底面部１４の幅が、ノッチ部Ｎの深さｄ１以上であるサセプタ１を用いて、エピタキシャルウェーハを製造した。ここで、サセプタ１は、カーボン基材の表面にＳｉＣコートしたものを用いた。また、エピタキシャルウェーハの基板としては、ボロンドープされた直径３００ｍｍのシリコンウェーハＷを用いた。このシリコンウェーハＷの周縁部は面取り加工が施されており、面取り部の幅ｄ２は３００μｍとした。また、シリコンウェーハＷの製品除外領域の幅は２ｍｍとした。シリコンウェーハＷをサセプタ１上に載置した際、ウェーハＷの外周端から下部座ぐり部１３の内周壁位置までの距離は１．５ｍｍ、ウェーハ外周端から突出部１５先端までの距離は２．５ｍｍであった。
エピタキシャルウェーハの製造は以下のように行った。即ち、まず、サセプタ１が適用された気相成長装置２において、原料ソースガスであるトリクロロシランガスを温度１１５０℃にて供給し、サセプタ１の表面に対してシリコンコートを施した。次いで、シリコンウェーハＷを気相成長装置２内に導入し、サセプタ１の上部座ぐり部１２上に載置した。その際、ウェーハ中心からノッチ部Ｎを結ぶ直線上に突出部１５を配置した。続いて、１１５０℃にて、水素ガスを供給し、水素ベークを行った後、１１５０℃にて、シリコンのエピタキシャル膜を４μｍ成長させてエピタキシャルウェーハを得た。ここで、原料ソースガスとしてはトリクロロシランガスを用い、また、ドーパントガスとしてジボランガス、キャリアガスとして水素ガスを用いた。

（比較例１）
発明例１と同様に、エピタキシャルウェーハを製造した。ただし、サセプタとしては、突出部１５が設けられていない従来のサセプタ１００を使用した。それ以外の条件は、全て発明例１と全て同じである。

（エピタキシャルウェーハの平坦度の評価）
上記のように製造した発明例および比較例のエピタキシャルウェーハの平坦度を評価した。その際、各エピタキシャルウェーハ上の各位置における厚さを測定し、ＳＦＱＲ（Ｓｉｔｅ Ｆｒｏｎｔ ｌｅａｓｔ ｓＱａｒｅｓ Ｒａｎｇｅ）を求めることにより評価した。ＳＦＱＲは、ウェーハＷの局所的な平坦度を示す指標である。具体的には、ウェーハＷの各位置における基準面からの最大変位量の絶対値の和を算出することにより求められる。得られた結果を図８に示す。ここで、（ａ）は比較例１、（ｂ）は発明例１のエピタキシャルウェーハについてのＳＦＱＲであり、各ＳＦＱＲの値は、ノッチ部Ｎが下に配置されたウェーハの各位置に対応している。

図８（ａ）に示したように、突出部が設けられていない従来のサセプタ１００を用いた場合には、ノッチＮの位置におけるＳＦＱＲの値は１０５ｎｍと非常に高く、ノッチＮの周辺領域におけるウェーハＷの平坦度が低いことを示している。これに対して、図８（ｂ）に示したように、本発明によるサセプタ１を用いた場合には、ノッチＮの位置におけるＳＦＱＲの値は２９ｎｍへと大きく低減している。このことから、ノッチ部Ｎの周辺領域において、裏面デポが抑制され、エピタキシャルウェーハの高い平坦度がノッチＮの周辺領域を含めて得られていることが分かる。
このように、本発明によるサセプタを用いることにより、ウェーハ周縁部に形成されたノッチ部から原料ソースガスのウェーハ裏面への回り込みを効果的に抑制することができ、ウェーハ裏面のノッチ部周辺領域におけるエピタキシャル膜の成長を抑制して高い平坦度を有するエピタキシャルウェーハを得ることができることが分かる。

（発明例２）
実施例１と同様に、エピタキシャルウェーハを製造した。ただし、サセプタ１としては、図６に示したサセプタ１、即ち、環状底面部１４の幅が、ノッチ部Ｎの深さｄ１より小さいサセプタ１を用いた。また、シリコンウェーハＷの製品除外領域の幅は１ｍｍとした。シリコンウェーハＷをサセプタ１上に載置した際、ウェーハＷの外周端から下部座ぐり部１３の内周壁位置までの距離は０．５ｍｍ、ウェーハ外周端から突出部１５先端までの距離は１．５ｍｍであった。

（比較例２）
発明例２と同様に、エピタキシャルウェーハを製造した。ただし、サセプタとしては、突出部１５が設けられていない従来のサセプタ１００を使用した。それ以外の条件は、全て発明例１と全て同じである。

（エピタキシャルウェーハの平坦度の評価）
実施例１の場合と同様に、発明例２および比較例２の場合において、各エピタキシャルウェーハ上の各位置における厚さを測定し、ＳＦＱＲを求めることにより、エピタキシャルウェーハの平坦度を評価した。得られた結果を図９に示す。ここで、（ａ）は比較例２、（ｂ）は発明例２に対するＳＦＱＲであり、各ＳＦＱＲの値は、ノッチ部Ｎが下に配置されたウェーハの各位置に対応している。

実施例１の場合と同様に、突出部が設けられていない従来のサセプタ１００を用いた場合には、図９（ａ）に示したように、ノッチＮの位置におけるＳＦＱＲの値は１７２ｎｍと非常に高く、ノッチＮの周辺領域におけるウェーハＷの平坦度が低いことを示している。これに対して、本発明によるサセプタ１を用いた場合には、図９（ｂ）に示したように、ノッチＮの位置におけるＳＦＱＲの値は９４ｎｍへと大きく低減している。このことから、ノッチ部Ｎの周辺領域において、裏面デポが抑制され、エピタキシャルウェーハの高い平坦度がノッチＮの周辺領域を含めて得られていることが分かる。

１ 本発明によるサセプタ
２ 気相成長装置
１１ 座ぐり部
１２ 上部座ぐり部
１３ 下部座ぐり部
１４ 環状底面部
１５ 突出部
２１ アッパーライナー
２２ ローワーライナー
２３ アッパードーム
２４ ローワードーム
１００ 従来のサセプタ
Ｗ ウェーハ
Ｎ ノッチ
Ｅ 面取り部

Claims (10)

1. エピタキシャル成長装置内でウェーハを載置するためのサセプタであって、
   上面にウェーハが載置される円形凹状の座ぐり部が形成され、
   前記座ぐり部は、前記ウェーハの裏面周縁部を支持する上部座ぐり部と、前記上部座ぐり部よりも中心側下段に形成された下部座ぐり部とを有する二段の座ぐり部で構成され、
   前記上部座ぐり部の環状底面部に前記ウェーハを載置して前記エピタキャル装置内に原料ソースガスを供給した際、前記ウェーハの周縁部に設けられたノッチ部から前記下部座ぐり部内に流入する前記原料ソースガスの流入を抑制する、
   前記下部座ぐり部の内周壁面の一部に前記下部座ぐり部の内周壁面よりも内側に突出する突出部が設けられている
   ことを特徴とするサセプタ。
2. 前記ウェーハの中心を前記サセプタの中心と一致させて前記サセプタ上に前記ウェーハを載置して上面視した際、
   前記上部座ぐりの環状底面部および前記突出部は、予め前記ウェーハに設定される製品保証領域と製品除外領域との境界ラインよりも前記ウェーハの径方向外側に位置することを特徴とする請求項１記載のサセプタ。
3. 前記ウェーハの半径をｒ１とし、
   前記ウェーハに設定された前記境界ラインの半径をｒ２とし、
   前記境界ラインのうち前記ノッチ部に対応する境界ラインの最小半径をｒ３とし、
   前記下部座ぐり部の内周壁の半径をｒ４とし、
   前記サセプタの中心から前記突出部先端までの距離をｒ５としたとき、
   下記の関係式（Ａ）を満足することを特徴とする請求項２に記載のサセプタ。
   ｒ２＜ｒ４＜ｒ１ かつ ｒ３＜ｒ５ （Ａ）
4. 前記ノッチ部の深さをｄ１としたとき、
   下記の関係式（Ｂ）を満足することを特徴とする請求項３に記載のサセプタ。
   ｒ５≦（ｒ１−ｄ１）＜ｒ４ （Ｂ）
5. 前記上部座ぐりの環状底面部は、該環状底面部の中心に向けて下向きに傾斜させた傾斜面であることを特徴とする請求項1〜４のいずれか１項に記載のサセプタ。
6. 前記下部座ぐり部の底面に、前記サセプタの裏面側に貫通する貫通孔が複数箇所設けられていることを特徴とする請求項1〜５のいずれか１項に記載のサセプタ。
7. 前記サセプタの表面がシリコン膜で被覆されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のサセプタ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のサセプタ上に、ノッチ部の位置を前記突出部の位置に対応させてウェーハを載置した状態で、前記ウェーハ表面にエピタキシャル膜を形成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。
9. 前記エピタキシャル膜はシリコンエピタキシャル膜であり、前記サセプタ上に前記ウェーハを載置する前に、前記サセプタ表面をシリコン膜で被覆しておくことを特徴とする請求項８記載のエピタキシャルウェーハの製造方法。
10. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のサセプタを有するエピタキシャル成長装置。

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