JP2014532292A - サセプタ - Google Patents

Abstract

本発明のサセプタは、複数の第１ホールからなる第１ボディーと、複数の第２ホールからなる第２ボディーとを有する。一実施形態によれば、前記第２ボディーは、前記第１ボディーと隙間を有するように離隔され、前記隙間を介して前記第２ホールから前記第１ホールへガスが移動できる。実施形態によれば、前記第１ボディーは、前記第２ボディーと分離されるか、または回転できるように結合される。前記第２ボディーが第１方向に回転することにより、少なくとも一つの第１ホールが少なくとも一つの第２ホールとアラインされることができる。そして、前記第２ボディーが第２方向に回転することにより、前記ホールの間にミスアラインメントを発生させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、ウエハ製造と関連した一つまたはそれ以上の実施形態について開示する。

半導体ウエハは、様々な方法により製造できる。一つの方法に、チョクラルスキー法を利用して成長した円筒形インゴットを、切断機を利用してディスク形態で薄く切断した後に、その表面を化学的、物理的に研磨して作られる。

一方、チョクラルスキー法により成長させる単結晶シリコンウエハの表面に結晶方向（ｃｒｙｓｔａｌ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）を合せて新しい高純度の結晶層を形成する工程をエピタキシャル成長法（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｇｒｏｗｔｈ）またはエピタキシャル（ｅｐｉｔａｘｉａｌ）法と言い、このように形成された層をエピタキシャル層（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌａｙｅｒ）またはエピタキシャル層（ｅｐｉ−ｌａｙｅｒ）と言う。このようなエピタキシャル層の提供されるウエハをエピタキシャルウエハと言う。前記エピタキシャル法は、高温環境を組成する反応器によって行われることができる。前記反応器の内部にサセプタが設けられて、前記サセプタにウエハが置かれてエピタキシャル層が成長する。

エピタキシャル法には、色々な問題点があることで知られている。例えば、ｎ型またはｐ型のイオンがポリッシュトウエハの上面とサセプタとの間の空間に沿って移動するようになり、その結果、ウエハのエッジ部分に望まない高濃縮のイオンがドーピングされる。このような現象をオートドーピング現象（ａｕｔｏ ｄｏｐｉｎｇ）という。また、他の問題点は、洗浄ガスがウエハの自然産化膜を完全に除去できない場合にある。結果的に、反応ガスがエピタキシャル蒸着の間にウエハの後面に蒸着されるハロー（ｈａｌｏｉｎｇ）現象が発生する。

説明されるようなオートドーピング現象及びハロー現象は、ウエハの品質及び前記ウエハで製造される半導体チップの品質に多くの影響を及ぼす。

さらに他の問題点は、半導体チップの製造工程途中に加熱原で発生する熱により発生する。このような熱は、ウエハに熱ストレスを発生させ、スリップ電位を発生させウエハ後面の表面荒さが悪化し、このような問題点は、ウエハのナノ品質を悪化させる。また、ストレス領域は、素子工程において深刻な欠陥を引き起こすことができる。

サセプタのさらに他の問題点は、使用する間の摩耗と関連する。具体的に、熱工程途中に、ウエハがサセプタ上に置かれ、サセプタは、摩擦により摩耗することができる。サセプタに形成された炭化ケイ素コーティング膜がすこしでも摩擦により損傷すると、サセプタ全体を交替しなければならない。それとも、サセプタをなす黒鉛などの物質が排出して、エピタキシャル反応器が正しく動作できなくなる。これは、エピタキシャル反応器の運転費用を高める問題として作用する。

実施形態は、改善したサセプタを提供することを目的とする。

一実施形態によれば、サセプタは、複数の第１ホールを有する第１ボディーと、複数の第２ホールを有する第２ボディーと、を備え、前記第２ボディーは、前記第１ボディーと隙間を形成するように離隔され、前記隙間を介して前記第２ホールから前記第１ホールへガスが移動し、前記第２ボディーは、第１表面と、前記第１表面と前記第１ボディーとの間にある第２表面とを有し、前記第２ホールは、前記第２ボディーの前記第１表面と前記第２表面との間に形成される。

前記第１及び第２ホールは、ミスアライン（ｍｉｓａｌｉｇｎ）されることができ、実質的にアライン（ａｌｉｇｎ）されることができ、第１個数分の第１ホールと第１個数分の第２ホールとは実質的にアラインされもよく、第２個数分の第１ホールと第２個数分の第２ホールとはミスアラインされてもよい。

前記第１ボディーは、第１表面と、前記第２ボディーと前記第１表面との間にある第２表面とを有し、前記第１ホールは、前記第１ボディーの前記第１表面と第２表面との間に形成される。前記第１及び第２ボディーの第２表面は、互いに各々の表面と対向し、前記第２表面は、互いに異なる側方切断面を有することができる。前記側方切断面の形状は、線形、凹方向の曲面、凸方向の曲面のうちの、何れか一つでありうる。

前記第１及び第２ホールは、実質的に垂直方向に形成されることができ、前記第１及び第２ホールは、互いに異なる角度で形成されることができ、前記第１または第２ホールのうちの一方は、実質的に垂直方向に形成され、前記第１または第２ホールのうちの他方は、傾斜する角度を有するように形成されることができる。

また、第１個数分の第１ホール及び第２ホールは、第１角度で形成され、第２個数分の第１ホール及び第２ホールは、前記第１角度と異なる第２角度で形成されることができる。前記第１角度は、垂直に形成されることができる。

前記第１個数分の第１及び第２ホールは、互いにアライン（ａｌｉｇｎ）され、前記第２個数分の第１及び第２ホールは、互いにミスアライン（ｍｉｓａｌｉｇｎ）される。

また、前記第１ボディーは、前記第２ボディーから分離されるように結合されることができ、前記第１ボディーは、分離可能な固定手段により前記第２ボディーと結合されることができる。前記固定手段は、前記第１ボディーとオーバーラップされる前記第２ボディーの周辺の縁に配置されることができ、前記固定手段は、前記第２ボディーの前記第２ホールのうち、少なくとも一つに配置されることができる。

前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して回転できるように結合されることができ、前記第１または第２ボディーの一方が前記第１または第２ボディーの他方に対して、第１の量または第１方向に回転することにより、１以上の前記第１ホールと１以上の前記第２ホールとが実質的にアラインされ、前記第１または第２ボディーの一方が前記第１または第２ボディーの他方に対して、第２の量または第２方向に回転することにより、少なくとも一つの前記第１ホールは、すべての前記第２ホールとミスアラインされることができる。前記第１及び第２ホールは、互いに異なる大きさで形成されることができる。

また、他の実施形態によれば、サセプタは、第１パターンに配列された第１ホールを有する第１ボディーと、第２パターンに配列された第２ホールを有する第２ボディーとを備え、前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して回転し、第１の量または第１方向に前記第２ボディーが回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールが一つまたはそれ以上の第２ホールと実質的にアラインされ、第２の量または第２方向に前記第２ボディーが回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールが一つまたはそれ以上の第２ホールとミスアラインされることができる。前記第１パターンは、前記第２パターンと異なることができる。

前記第１パターンは、前記第１ホールの隣接するホールの間に第１間隔を有し、前記第２パターンは、前記第２ホールの隣接するホールの間に第２間隔を有し、前記第１間隔は、前記第２間隔と異なることができる。前記第１及び第２パターンは、前記第１及び第２間隔とは異なる放射状パターンからなることができる。

前記第１ボディーの位置が固定されることができる。前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して分離できるように結合される。前記第２ホールは、第１領域に位置し、前記第２ホールの内のいかなるものも前記第２ボディーの第２領域に位置しないことができる。また、前記第１領域は、前記第２ボディーの中心領域または周辺領域のうちの一方であり、前記第２領域は、前記第２ボディーの中心領域または周辺領域のうちの他方でありうる。

また、他の実施形態によれば、半導体素子の少なくとも一部分を製造する方法であって、サセプタを備える工程装置を提供するステップと、前記サセプタの上部にウエハを配置するステップと、ウエハとサセプタとを備える前記工程装置にガスを注入するステップとを含むことができる。

前記サセプタは、複数の第１ホールを有する第１ボディーと、複数の第２ホールを有する第２ボディーとを備え、前記第２ボディーは、前記第１ボディーと隙間が形成されるように離隔され、前記隙間を介して前記第２ホールから前記第１ホールへガスが移動し、前記第２ボディーは、第１表面と、前記第１表面と前記第１ボディーとの間にある第２表面とを有し、前記第２ホールは、前記第２ボディーの前記第１表面と前記第２表面との間に形成されることができる。前記半導体素子の少なくとも一部分は、ウエハを備えることができる。前記ガスは、放電ガスまたは洗浄ガスでありうる。

また、他の実施形態によれば、半導体素子の少なくとも一部分を製造する方法であって、サセプタを備える工程装置を提供するステップと、前記サセプタの上部にウエハを配置するステップと、ウエハとサセプタとを備える前記工程装置にガスを注入するステップとを含むことができる。

前記サセプタは、第１パターンに配列された第１ホールからなる第１ボディーと、第２パターンに配列された第２ホールからなる第２ボディーとからなり、前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して回転するように配置され、前記第２ボディーが第１の量または第１方向に回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールは一つまたはそれ以上の第２ホールと実質的にアラインされ、前記第２ボディーが第２の量または第２方向に回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールは一つまたはそれ以上の第２ホールとミスアラインされることができる。前記半導体素子の少なくとも一部分は、ウエハを備えることができ、前記ガスは、放電ガスまたは洗浄ガスでありうる。

実施形態によれば、スリップ転位、エッジストレス、ＭＣＬＴ、オートドーピング及びハロー現象が発生するのを制御することができる。また、エピタキシャル反応器の工程費用を減少させることができる。

エピタキシャル反応器の第１の実施形態を示す。 図１のサセプタの側方切断面を示す。 サセプタのボディー間に形成されるいろいろな段差を示す。 サセプタのボディー間に形成されるいろいろな段差を示す。 サセプタのボディー間に形成されるいろいろな段差を示す。 サセプタのボディー間に形成されるいろいろな段差を示す。 サセプタに提供されるホールの傾斜角を示す。 第１の実施形態に係る第２ボディーを示す。 第１の実施形態に係る第１ボディーを示す。 サセプタに提供されるホールの第１配列を示す。 サセプタに提供されるホールの第２配列を示す。 サセプタの第２ボディーの枠領域に提供されるホールを示す。 サセプタの第２ボディーのセンター部分に提供されるホールを示す。 半導体素子を製造する方法を示す。

図１は、エピタキシャル反応器の第１の実施形態を示し、一つ以上のリフトピン１、リフトピン支持軸２、及びブレード５を備える。前記ブレード５は、ウエハ６を反応器からロードまたはアンロードするのに使用される。前記ブレードが搬送されると、前記リフトピン支持軸２は、ウエハの下面においてウエハを支持する前記リフトピン１を上部に押し出す。多数のリフトピンが設けられ、リフトピン１は、ウエハを支持できるように互いに離隔される。

反応器は、またサセプタ３を備えることができる。図示のように、ウエハ６は、サセプタ３上に位置できる。エピタキシャル反応器が作動すると、サセプタ３は、ウエハ６を加熱する。サセプタ支持軸４は、サセプタを上方向または下方向に移動させ、サセプタ３の下面でサセプタを支持する。図２に示されているように、サセプタ３は、二部分を備えてなることができ、メインフレームになる第１ボディー３１と、前記第１ボディー３１の上面または上部に配置される第２ボディー３２とを備えることができる。

動作中に、ブレード５がウエハ６をエピタキシャル反応器に搬入すると、リフトピン１が上がってきてウエハ６を上に支えて支持し、ブレード５は抜け出す。以後に、リフトピン１が下降し、ウエハ６は、サセプタ支持軸４によって支持されるサセプタ３上に置かれるようになる。以後は、サセプタが加熱するなどの過程を通じて、単結晶膜を成長させる一連の過程が行われる。

図２は、図１のサセプタの側方切断面を示す。図示のように、ウエハ６は、第２ボディー３２の上部に配置され、第１ボディー３１は、前記第２ボディー３２を下面で支持する。前記サセプタ３には、前記リフトピン１が昇下降するようにリフトピンホールが設けられる。第１ボディー３１には、下側へ陥没する形態で固着部３８が提供されることができ、前記固着部内に第２ボディー３２が隣接して置かれる形態で提供されることができる。第１及び第２ボディー３１、３２には、下側へガスなどの移動を自由にするホール３３、３４が設けられている。前記ホール３３、３４は、オートドーピング現象及びハロー現象を抑制するために設けられている。

前記第２ボディー３２は、内部で第１ボディー３１に対し予め決まった位置においてその位置を維持できるように、前記第２ボディー３２を固定する固定手段が設けられることができる。前記固定手段としては、固定ピン３５が使用されることができる。一つの実施形態として、固定ピン３５は、第２ボディー３２に提供されるホールと第１ボディー３１に提供される溝に共通して挟まれるようにすることによって、第１及び第２ボディー３１、３２間の相対的位置が固定されることができる。他の実施形態によれば、固定ピン３５は、二つ設けられることができる。図２に示すように、固定ピン３５は、前記第２ボディー３２の枠部分に設けられることができ、このような位置関係により、サセプタ３の設置を容易に行うことができる。

工程進行中、ガスは、いろいろな通路を介して前記第２ボディー３２に提供されるホールに引入できる。例えば、ウエハ６は、非常に薄く、完全に平らではない。この場合、ウエハ内の屈曲（ｕｎｄｕｌａｔｉｏｎ）により工程ガス（排出ガス、洗浄ガス等）がウエハ下部の第２ボディーのホールに流れることのできる空間が形成される。

また、熱源から発生した熱は、ウエハを一時的に変形させ、ガスが下にある第２ボディーのホールに流れて行くように空間を形成する。そして、第２ボディーの上面は、部分的にまたは全体的に曲面状に形成されることができる。これによって、ウエハの下面と第２ボディーの上面との間に空間が形成され、ガスは、第２ボディーのホールに流れていくようになる。

さらに、ウエハ６の直径は、第２ボディーの直径と一致しないように形成されても良い。これによって、第２ボディーの周辺の枠に沿って形成されたホールは、ウエハにより覆われないときもあり、ガスが第２ボディーのホールに流れていくことができる。

追加的な実施形態によれば、第１及び第２ボディー３１、３２の間には、一定の隙間が提供される。これによって、前記第２ボディー３２の下側に排出するガスは、前記第１ボディー３１と第２ボディー３２との間で流動できる。もちろん、第１及び第２ボディー３１、３２の間で流動するガスは、前記第１ボディー３１を介して排出することもできる。一つの実施形態によれば、第１及び第２ボディー３１、３２の間の隙間部構造は、曲面の形状からなることができる。他の実施形態によれば、前記隙間部構造は、平面または他の形状の表面からなることができる。

図３ないし図６は、サセプタの第１及び第２ボディー間の一定の隙間を維持するためのいろいろな構造を表す側方切断面を示す。図３に示すように、第１ボディー４１の上面及び第２ボディー４２の下面がそれぞれ膨らんでいるように提供される構成である。前記凸面は、互いに対向するように形成されることができる。このような構成によれば、第１及び第２ボディー４１、４２の曲面の間に空間が生じて、ガスがその内部で流動できる。

図４によれば、第１ボディー５１は、凹んだ上面を有し、第２ボディー５２の下面は、前記第１ボディーの凹面と対向するように凹んでいるように形成されることができる。このような構造によって、ガスは、第１及び第２ボディー５１、５２の表面間の空間を介して流動できる。

図５によれば、第１ボディー６１は、平らな上面を有し、第２ボディー６２の下面は、第１ボディーの平らな面と対向するように膨らんでいるように形成されることができる。このような構造によって、ガスは、第１及び第２ボディー６１、６２の対向する面間の空間を介して流動できる。

図６によれば、第１ボディー７１は、平らな上面を有し、第２ボディー７２の下面は、前記第１ボディーの平らな上面と対向するように凹んでいるように形成されることができる。このような構造によって、ガスは、第１及び第２ボディー７１、７２の対向する面間の空間を介して流動できる。

また、さらに他の実施形態によれば、第２ボディーの下面は平らであり、第１ボディーの上面は、膨らんでいるか、または凹んでいるように形成されることができる。また、この場合に、反応ガスは、第１及び第２ボディー間の空間をスムーズに流動して、オートドーピング（ａｕｔｏ ｄｏｐｉｎｇ）現象及びハロー（ｈａｌｏｉｎｇ）現象の抑制、熱ストレスの緩和効果を得ることができる。

前述した実施形態に適用されるものとして、前記第１及び第２ボディーの前記ホール３３、３４は予め設定された大きさを有することができる。例えば、一つの実施形態として、前記ホール３３（第１ホール）は、０．３〜１０mmの大きさを有することができ、前記ホール３４（第２ホール）は、０．３〜１．５mmの大きさを有することができる。

仮に、前記第２ホール３４が第１ホール３３より小さく形成されると、前記第２ホール３４（該第２ホール３４は、この実施形態において、ウェハの下面のすぐ下に配置される）からウエハに直接的に加えられる熱ストレスによるダメージを減らしたり除去したりできる。ホールの大きさとダメージとの間には、直接的な比例関係があり、したがってホールのサイズが減少するに従って熱ストレスが減少するようになる。

オートドーピング現象を防止するために、ホール３３、３４は、予め設定された領域に形成されることができる。一つの実施形態によれば、前記予め設定される領域は、サセプタ３のある部分から拡張され、ウエハエッジ部から内側に約２mmの部分からサセプタ３の中央または中心領域まで形成されることができる。

さらに詳細に、ホール３３、３４の形成される領域について説明する。前記第１ボディーの前記ホール３３は、該第１ボディーの枠部分から内側半径方向に５０mm程度離れた該第１ボディーの部分から配置されることができる。一実施形態によれば、前記第２ボディーの前記ホール３４は、第２ボディーと対応する全体領域に提供されることができる。代案的に、前記ホール３３は、前記第１ボディー３１の枠部分から内側半径方向に８０mm程度離れた該第１ボディーの部分から配置されることができ、前記ホール３４は、前記第２ボディー３２の枠部分から内側半径方向に２０mm程度離れた該第２ボディーの部分から配置されることができる。このような構成によれば、第１ボディーにおいてホールの提供される領域と第２ボディーにおいてホールの提供される領域とは、ガスがスムーズに排出する機能において問題がない。

前の実施形態において、前記第１及び第２ボディー３１、３２には、ホール３３、３４が提供されると説明されたが、他の実施形態において第１及び第２ボディー３１、３２の両方にホールが形成されなくても良い。

また、前の実施形態とホールの形成されない実施形態において、第１ボディー３１を交替することなく第２ボディーのみを新しい第２ボディー３２に交替できるように、第１及び第２ボディーが形成されることができる。例えば、第２ボディーは老朽化が進み、第１ボディーは交替する必要のない場合に、有利に採用されることができる。このように、第２ボディーが交換可能なように第１及び第２ボディーを形成することにより、サセプタ全体を交換する不便さや費用を軽減することができる。

ホールの形成されない実施形態では、サセプタのホールを介して排出ガスが排出する特徴は有しないかもしれないが、サセプタに形成された二つのボディーのうち、一つのみを交替できるという利点はありうる。例えば、サセプタの第２ボディーを交替できるように、除去可能な固定手段３５を使用することによって、前記第１ボディーに対して第２ボディーを取り外すことができる。

表１は、第２ボディーの構造と関連して、サセプタの互いに異なる実施形態に係る効果が詳細に記載されている。

図１ないし図６の実施形態では、前記第１及び第２ボディーのホール３３、３４が垂直方向に延在できる。他の実施形態では、第１ボディーに形成されたホールのうちの何れか一つまたはすべてが予め設定された傾斜角で延在できる。実施形態において、前記傾斜角は、多様に提供されることができる。例えば、第１ボディーのホールの傾斜角は、第２ボディーのホールの傾斜角と同じであるか、または異なるように形成されることができる。また、ある実施形態では、第１及び／又は第２ボディーの他のホールは、垂直方向に形成されるのに対し、第１ボディー及び／又は第２ボディーのほとんどのホールが傾斜するように形成されることができる。

以後に言及するいくつかの実施形態において、第１ボディーの上面と第２ボディーの下面とは、互いに接触しないように形成される。他の実施形態によれば、こういう表面は、一つまたはそれ以上の点接触をするよう形成されることができる。例えば、図３と図５とは、中心領域において第１及び第２ボディーが接触する実施形態を示しており、第１及び第２ボディーの表面は、実質的にボディーの中心に対応する点で接触される。このような接触は、第２ボディーのホールから第１ボディーのホールへガスが移動できる２つの隙間部または空間を定義するようになる。

図４と図６に開示されたさらに他の実施形態によれば、第１及び第２ボディーのそれぞれの枠は、互いに接触できる。こういう枠は、側方切断面から見たとき、ボディーの右側面と左側面とが互いに対応できる。また、さらに他の実施形態において、前記ボディーは、中心とボディーの端部との間に位置する一つ以上の点接触からなることができる。

図７は、サセプタの一実施形態に係る第１及び第２ボディーに提供されるホールの傾斜角の例示を側方切断面で示したものである。図７に示すように、第２ボディー８２は、第１ボディー８１の上部におかれており、第１及び第２ボディー８１、８２には、ホールが提供される。このような２つ以上のホールは、互いに異なる傾斜角を有するように形成されることができ、他のホールは、垂直に形成されることができる。例えば、Ａ、ａは、垂直なホールであり、Ｂ、ｂは、急激な傾斜をなすホールで、Ｃ、ｃは、なだらかな傾斜角をなすホールである。

したがって、このような例示において、第１及び第２ボディー８１、８２のホールは、多様な傾斜角を有するホールから形成されることができる。また、第２ボディーの一つ以上のホールは、第１ボディーの一つ以上のホールと一直線上に位置（ａｌｉｇｎ）できる。図７に示すように、第２ボディー８２（大文字で示される）のホールは、第１ボディー８１（小文字で示される）のホールと一直線上に位置（ａｌｉｇｎ）でき、ホールＡは、実質的にホールａと一直線上に位置（ａｌｉｇｎ）できる。他のホール（例えば、傾斜角を有するもの）は、ミスアライン（ｍｉｓａｌｉｇｎ）されることができる。

第１ボディー８１を通過したランプ熱が第２ボディー８２を通過してウエハ６に達しないようにするために、第１及び第２ボディー８１、８２に傾斜角を有するように形成されたホールは、整列（ａｌｉｇｎ）されないか、または対応しないように位置できる。他の実施形態において、垂直なホールを有する第１ボディーのすべてのホールは、ミスアラインされるか、または第２ボディーのホールと互いに異なるように位置できる。

追加的な実施形態において、第２ボディーは、第１ボディーに永久的に固定されることができ、第２ボディーのホールは、第１ボディーのホールと互いに整列されないように設けられることができる。この場合には、第２ボディーのみの交替は難しくありうるが、オートドーピング現象及びハロー現象を抑制しながら熱ストレスの影響を減らすという効果を得ることができる。

サセプタに提供されるホールの大きさ、密度及び位置は、工程のいろいろな他の要素を利用して制御が可能であり、いかなる実施形態に開示された数値に限定されない。例えば、第２ボディー３２のホールは、第１ボディーのホールの大きさと同一またはさらに大きくなるように形成されることができる。

ここに記載の１以上の実施形態によれば、オートドーピング現象及び／又はハロー現象を制御でき、熱ストレスによる影響を減らすことができる。追加的に、全体サセプタを交替しないでサセプタの一部（１つのボディー、例えば、第２ボディー）のみを新しいものに交替することによって、エピタキシャル反応器の維持費用を減少させることができる。したがって、エピタキシャル反応器を使用して形成されるウエハの価格を低くすることによって、価格競争力を確保することができる。

他の実施形態によれば、第１ボディーと第２ボディーとを有するサセプタは、ホールの形成された多孔性サセプタとホールのないノーマルサセプタの両方として使用されることができる。

図８は、第２の実施形態に係る第２ボディーを示したものであり、図９は、第２の実施形態に係る第１ボディーの平面図である。図８及び図９によれば、第２ボディー２１０は、上部にウエハが固着する固着部２１２を備え、前記固着部２１２に複数のホール２１４が形成される。第１ボディー２２０には、前記第２ボディー２１０が固着する固着溝２２２が存在し、前記固着溝２２２の底面に第１ボディーに形成されるホール２２４が形成される。前記第２ボディー２１０は、前記第１ボディー２２０と同じ回転軸で結合されて、第１ボディー２２０上において時計または反時計方向に回転可能である。第１ボディー２２０は固設できる。

前記第２ボディー２１０に形成される第２ホール２１４と、第１ボディー２２０に形成される第１ホール２２４とは同一であるか、または異なる放射状に配列できる。ホールが放射状に配列すると、ホール２１４は、第２ボディー２１０の回転によりホール２２４とアラインされることができる。第２ボディーをもう少し回転させると、ホールは、ミスアラインされることができる。

図１０は、第２ボディーのホールが動いて第１ボディーのホールとアラインされるサセプタの模様を示したものである。この図面において、第２ボディー２１０のホール２１４は、第１ボディー２２０のホール２２４と整列（ａｌｉｇｎ）され、サセプタ２００は、多孔性サセプタの形態で提供されることが分かる。このような多孔性サセプタは、ホール２１４がホール２２４と整列（ａｌｉｇｎ）するまで、第２ボディー２１０を時計方向または反時計方向に回転させることによって提供されることができる。

図１０とは異なり、第２ボディーのホール２１４は、第１ボディーのホール２２４と部分的にが整列されるか、またはホール２１４及び２２４が全体的に整列されない（ｍｉｓａｌｉｇｎ）ように形成されることができる。前記ホールは、部分的に整列されなくても良く、例えば、第１ボディーのホールは、第２ボディーのホールと異なる放射形状または間隔を有することができる。例えば、ある一つのボディーに提供されたホールの角度間隔値は、他のボディーに提供されたホールの角度間隔値の二倍に形成されることができる。したがって、第２ボディーを回転させることによって、ホールの半径方向の偶数列が第１ボディーのホールと整列されることができるが、半径方向の奇数列は、第１ボディーのホールと整列されなくても良い。このような実施形態において、多孔性サセプタは、上述したように、ハロー現象及びオートドーピング現象を減少または防止できる。

図１１は、第２ボディーのホールが移動し第１ボディーのホールと整列されないサセプタを示した図である。図１１に示すように、第２ボディー２１０のホール２１４は、第１ボディー２２０のホール２２４と整列されない。このような方式によるとき、サセプタ２００は、ホールを有しないサセプタとして効果的に動作できる。これは、第２ボディーのホール２１４が第１ボディーのホール２２４と整列されなくなる（ミスアラインされる）まで第２ボディー２１０を時計方向または時計反対方向に第２ボディーを回転させることによって可能である。この場合、ホール２１４は、完全にまたは実質的にホール２２４と整列されなく（ミスアラインされ）てもよい。

ホールなしで効果的に動作するサセプタは、スリップ転位、エッジストレス及びＭＣＬＴ（ｍｉｎｏｒｉｔｙ ｃａｒｒｉｅｒ ｌｉｆｅ ｔｉｍｅ）を容易に制御できる。特に、ノーマルサセプタを介して不純物がより容易に排出できるから、ＭＣＬＴは、さらに容易に制御されることができる。

サセプタ２００は、第２ボディー２１０のホール２１４の配列を調整することによって、多様に応用できる。

図１２は、第２ボディーの周辺領域のみにホールが形成された構造を示し、図１３は、第２ボディーの中心領域のみにホールが形成された構造を示している。

図１２のサセプタを述べると、ウエハのエッジ部がオートドーピング現象に脆弱なことを勘案して、ウエハのエッジ部と中心部との抵抗ばらつきを減らすために導入することができる。また、ウエハの温度勾配は、ウエハのエッジ部周辺での熱輻射によって主に半径方向に生じ、熱ストレスがエッジ部の付近で最も大きくて、エッジ部からスリップ転位現象が生じて中心部へ拡大する。

図１３のサセプタを述べると、サセプタの第２ボディー２１０は、中心領域のみにホールが形成されているから、熱ランプからの熱がウエハのエッジ部に直接的に照射されるのを防止できる。

図１４は、半導体素子の少なくとも一つの一部分であるウエハまたは基板を含む部分を製造するための方法を含む工程過程を示す。前記素子は、プロセッサ、メモリ、バス（ｂｕｓ）構造、光発散素子、または半導体技術が使用されて製造される素子でありうる。

半導体素子を製造するための方法における第１過程としてサセプタを備える工程装置を提供する（６０１）。前記工程装置は、追加半導体工程のためにウエハを用意するために、ウエハの近くに放電ガスを注入する工程チャンバーでありうる。

また、前記チャンバーは、排出及び／又は他の工程が行われる間にウエハの洗浄のために洗浄ガスを注入するためのチャンバーでありうる。

第２過程は、サセプタの上部にウエハを配置するステップを含む（６０２）。例えば、この過程は、サセプタの上部または上面に位置したウエハを配置するロボットアームまたはブレード（ｂｌａｄｅ）により行われることができる。例えば、図２に示すように、前記ブレードは、ホールの上部に位置したサセプタの溝内にウエハを配置させる。

第３過程は、ウエハとサセプタとを有する前記チャンバーにガスを注入するステップである（６０３）。前記ガスは、例えば、以前に言及したガスまたは他のガスであってもよく、前記サセプタは、述べられる実施形態と同じ特徴を有することができる。

一つ以上の上述した実施形態によれば、サセプタは、二重構造から形成される。前記サセプタは、第２ボディーのホールが第１ボディーのホールと整列されない（ミスアラインされる）ように、回転するときにホールのない構造で動作できる。そして、前記サセプタは、第２ボディーが第１ボディーと整列されるように、回転するときにホールのある構造で動作できる。

一つ以上の実施形態によれば、スリップ転位、エッジ部ストレス、ＭＣＬＴ、オートドーピング及びハロー現象を制御できる。その上、エピタキシャル反応器の運転費用が減少できる。オートドーピングまたは他の不均一度が制御されることができ、例えば、第１及び第２ボディーを通過するイオンまたはドーパントが結果的にウエハの局部的な領域に集中的にドーピングされるのを防止できる。

以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例に限定されるものではない。また、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、他の実施例に組合または変形して実施可能であり、またそうした組合と変形も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、これは単なる例示であり、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の本質的な特性の範囲内で多様な変形と応用が可能であることは、当業者にとって自明である。また、このような変形と応用に係る差異点も、本発明の請求の範囲で規定する実施例の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。

実施形態によれば、スリップ電位、エッジストレス、ＭＣＬＴ、オートドーピング及びハロー現象が発生するのを制御することができる。また、エピタキシャル反応器の工程費用を減少させることができる。

Claims (34)

1. 複数の第１ホールを有する第１ボディーと、
   複数の第２ホールを有する第２ボディーと、を備え、
   前記第２ボディーは、前記第１ボディーと隙間を形成するように離隔され、
   前記隙間を介して前記第２ホールから前記第１ホールへガスが移動し、
   前記第２ボディーは、第１表面と、前記第１表面と前記第１ボディーとの間にある第２表面とを有し、前記第２ホールは、前記第２ボディーの前記第１表面と前記第２表面との間に形成されるサセプタ。
2. 前記第１及び第２ホールは、ミスアライン（ｍｉｓａｌｉｇｎ）される請求項１に記載のサセプタ。
3. 前記第１及び第２ホールは、実質的にアライン（ａｌｉｇｎ）される請求項１に記載のサセプタ。
4. 第１個数分の第１ホールと第１個数分の第２ホールとは実質的にアラインされ、第２個数分の第１ホールと第２個数分の第２ホールとはミスアラインされる請求項１に記載のサセプタ。
5. 前記第１ボディーは、第１表面と、前記第２ボディーと前記第１表面との間にある第２表面とを有し、前記第１ホールは、前記第１ボディーの前記第１表面と前記第２表面との間に形成される請求項１に記載のサセプタ。
6. 前記第１及び第２ボディーの第２表面は、互いに各々の表面と対向し、前記第２表面は、互いに異なる側方切断面を有する請求項５に記載のサセプタ。
7. 前記側方切断面の形状は、線形、凹方向の曲面、凸方向の曲面のうちの、何れか一つである請求項６に記載のサセプタ。
8. 前記第１及び第２ホールは、実質的に垂直方向に形成される請求項１に記載のサセプタ。
9. 前記第１及び第２ホールは、互いに異なる角度で形成される請求項１に記載のサセプタ。
10. 前記第１または第２ホールのうちの一方は、実質的に垂直方向に形成され、前記第１または第２ホールのうちの他方は、傾斜する角度を有するように形成される請求項１に記載のサセプタ。
11. 第１個数分の第１ホール及び第２ホールは、第１角度で形成され、第２個数分の第１ホール及び第２ホールは、前記第１角度と異なる第２角度で形成される請求項１に記載のサセプタ。
12. 前記第１角度は、垂直に形成される請求項１１に記載のサセプタ。
13. 前記第１個数分の第１及び第２ホールは、互いにアライン（ａｌｉｇｎ）され、前記第２個数分の第１及び第２ホールは、互いにミスアライン（ｍｉｓａｌｉｇｎ）される請求項１１に記載のサセプタ。
14. 前記第１ボディーは、前記第２ボディーから分離されるように結合される請求項１に記載のサセプタ。
15. 前記第１ボディーは、分離可能な固定手段により前記第２ボディーと結合される請求項１４に記載のサセプタ。
16. 前記固定手段は、前記第１ボディーとオーバーラップされる前記第２ボディーの周辺の縁に配置される請求項１５に記載のサセプタ。
17. 前記固定手段は、前記第２ボディーの前記第２ホールのうち、少なくとも一つに配置される請求項１５に記載のサセプタ。
18. 前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して回転できるように結合される請求項１に記載のサセプタ。
19. 前記第１または第２ボディーの一方が前記第１または第２ボディーの他方に対して、第１の量または第１方向に回転することにより、１以上の前記第１ホールと１以上の前記第２ホールとが実質的にアラインされ、
    前記第１または第２ボディーの一方が前記第１または第２ボディーの他方に対して、第２の量または第２方向に回転することにより、少なくとも一つの前記第１ホールは、すべての前記第２ホールとミスアラインされる請求項１８に記載のサセプタ。
20. 前記第１及び第２ホールは、互いに異なる大きさで形成される請求項１に記載のサセプタ。
21. 第１パターンに配列された第１ホールを有する第１ボディーと、
    第２パターンに配列された第２ホールを有する第２ボディーと、を備え、
    前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して回転し、
    第１の量または第１方向に前記第２ボディーが回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールが一つまたはそれ以上の第２ホールと実質的にアラインされ、
    第２の量または第２方向に前記第２ボディーが回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールが一つまたはそれ以上の第２ホールとミスアラインされるサセプタ。
22. 前記第１パターンは、前記第２パターンと異なる請求項２１に記載のサセプタ。
23. 前記第１パターンは、前記第１ホールの隣接するホールの間に第１間隔を有し、前記第２パターンは、前記第２ホールの隣接するホールの間に第２間隔を有し、前記第１間隔は、前記第２間隔と異なる請求項２２に記載のサセプタ。
24. 前記第１及び第２パターンは、前記第１及び第２間隔とは異なる放射状パターンからなる請求項２３に記載のサセプタ。
25. 前記第１ボディーの位置が固定される請求項２１に記載のサセプタ。
26. 前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して分離できるように結合される請求項２１に記載のサセプタ。
27. 前記第２ホールは、第１領域に位置し、前記第２ホールの内のいかなるものも前記第２ボディーの第２領域に位置しない請求項１に記載のサセプタ。
28. 前記第１領域は、前記第２ボディーの中心領域または周辺領域のうちの一方であり、前記第２領域は、前記第２ボディーの中心領域または周辺領域のうちの他方である請求項２７に記載のサセプタ。
29. 半導体素子の少なくとも一部分を製造する方法であって、
    サセプタを備える工程装置を提供するステップと、
    前記サセプタの上部にウエハを配置するステップと、
    ウエハとサセプタとを備える前記工程装置にガスを注入するステップと、を含み、
    前記サセプタは、
    複数の第１ホールを有する第１ボディーと、
    複数の第２ホールを有する第２ボディーと、を備え、
    前記第２ボディーは、前記第１ボディーと隙間が形成されるように離隔され、
    前記隙間を介して前記第２ホールから前記第１ホールへガスが移動し、
    前記第２ボディーは、第１表面と、前記第１表面と前記第１ボディーとの間にある第２表面とを有し、前記第２ホールは、前記第２ボディーの前記第１表面と前記第２表面との間に形成される半導体素子の製造方法。
30. 前記半導体素子の少なくとも一部分は、ウエハを備える請求項２９に記載の半導体素子の製造方法。
31. 前記ガスは、放電ガスまたは洗浄ガスである請求項２９に記載の半導体素子の製造方法。
32. 半導体素子の少なくとも一部分を製造する方法であって、
    サセプタを備える工程装置を提供するステップと、
    前記サセプタの上部にウエハを配置するステップと、
    ウエハとサセプタとを備える前記工程装置にガスを注入するステップと、を含み、
    前記サセプタは、
    第１パターンに配列された第１ホールからなる第１ボディーと、
    第２パターンに配列された第２ホールからなる第２ボディーと、からなり、
    前記第２ボディーは、前記第１ボディーに対して回転するように配置され、
    前記第２ボディーが第１の量または第１方向に回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールは一つまたはそれ以上の第２ホールと実質的にアラインされ、
    前記第２ボディーが第２の量または第２方向に回転することにより、一つまたはそれ以上の第１ホールは一つまたはそれ以上の第２ホールとミスアラインされる半導体素子の製造方法。
33. 前記半導体素子の少なくとも一部分は、ウエハを備える請求項３２に記載の半導体素子の製造方法。
34. 前記ガスは、放電ガスまたは洗浄ガスである請求項３２に記載の半導体素子の製造方法。

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