JP2015026793A - サセプタ及び製造装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することのできるサセプタ及び製造装置の提供。【解決手段】オリエンテーションフラット42を有するウェハ40を収容可能なポケット22を備え、前記ポケット22は、前記ウェハ40のうち前記オリエンテーションフラット42の外周に沿って形成された内壁部24を有し、前記内壁部24の一部には、前記ポケット22の上方から見て前記ポケット22の中心から外側方向に凹んだ凹部28が形成され、前記凹部28には、前記ウェハ40の厚みより小さい高さの段差部30が形成されているサセプタ。【選択図】 図5

Description

本発明は、半導体の製造工程にて用いられるサセプタと、当該サセプタを備えた製造装置に関する。
ウェハを収容可能なサセプタを備えた半導体の製造装置が知られている。例えば、半導体結晶の成長工程においては、サセプタ内のポケットにウェハを収容し、サセプタを自転・公転・あるいは自公転させながら、ウェハ上に結晶成長を行う。ここで、ウェハがオリエンテーションフラット(以下、「OF」と称する)を有する形状の場合、ウェハのOFとポケットの内壁との間に堆積物が発生する。その結果、ウェハと堆積物の接触によりパーティクルが発生したり、堆積物にウェハが乗り上げて温度分布が悪化したりする場合がある。そこで、上記堆積物の発生を低減するために、サセプタのポケット形状を様々に工夫した技術が提案されている。
特許文献1には、ポケットの形状をウェハと相似形とすることで、堆積物の発生を低減した技術が開示されている。特許文献2には、OFと接触するポケット内壁の一部に切欠部を設け、ウェハの引っ掛かりを抑制した技術が開示されている。特許文献3には、ポケット外周部に段差を設け、100μm程度に達するようなエピ成長を行う場合、サセプタ内周面とウェハ外周面に跨った析出物によるウェハの固着を抑制した技術が開示されている。
特開2006−186105号公報 特開平5−029230号公報 特開2004−327761号公報
特許文献1に記載の技術では、サセプタの回転に伴う慣性力によりウェハがポケット内で回転した場合に、ウェハにおけるOFの角部が、ポケットの内壁に引っ掛かり固定されてしまう場合がある。特許文献2に記載の技術においても、ウェハにおけるOF部分が、ポケットにおける切欠部の角部に引っ掛かり固定されてしまう場合がある。ウェハが固定された場合、これを外すためには力を加える必要があるが、このときウェハに欠けや割れが生じてしまう場合がある。ウェハの固定は、サセプタとウェハとの間に熱膨張係数差がある場合に特に生じやすい。
特許文献3に記載の技術では、ポケット外周部に形成された段差により、ウェハの外周とポケット外周との間に隙間が生じ、当該隙間に発生した堆積物が、ウェハの下方に入り込んでしまう場合がある。このように、従来の半導体の製造装置では、堆積物の発生の低減と、ウェハの引っ掛かりの抑制とを両立させることが難しかった。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することのできるサセプタ及び当該サセプタを備えた製造装置を提供することを目的とする。
本発明は、オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、前記凹部には、前記ウェハの厚みより小さい高さの段差部が形成されていることを特徴とするサセプタである。
本発明は、オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、前記凹部の内壁部は、前記ポケットの中心から外側方向に向かって傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴とするサセプタである。
本発明は、オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、前記凹部のうち、前記内壁部の平坦部分との境界に位置する角部は、傾斜面となっていることを特徴とするサセプタである。
上記構成において、前記凹部は、前記内壁部の中心軸に対し対称となる位置に、1つずつ設けられている構成とすることができる。
上記構成において、前記内壁部の中心軸から前記凹部の手前側の角部までの距離をLi、前記内壁部の中心軸から前記凹部の奥側の角部までの距離をLo、前記ウェハの加工誤差を含めた半径のうち最大のものをRwmax、最小のものをRwmin、前記ポケットの半径をRp、前記ポケットの中心から前記内壁部までの距離をHp、前記ウェハのうち前記凹部に侵入可能な部分の直径方向の長さをdとした場合に、前記凹部は、Li及びLoが、Li<√((2・Rwmin−Rp−d)−Hp)、Lo>√((2・Rwmax−Rp)−Hp)、の関係をそれぞれ充足する位置に形成されている構成とすることができる。
上記構成において、前記ウェハの前記オリエンテーションフラットの長さをLfとした場合に、前記凹部は、Lo−Li<Lf/4、の関係を充足するように形成されている構成とすることができる。
上記構成において、前記ウェハが前記段差部、前記傾斜部、または前記傾斜面と接する位置における接線と、前記ポケットの底面とのなす角度をαとした場合に、前記凹部は、10°≦α≦80°、の関係を充足するように形成されている構成とすることができる。
上記構成において、前記段差部の高さをh、前記ウェハの半径をRwとした場合に、前記凹部は、h≧Rw/500、の関係を充足するように形成されている構成とすることができる。
上記構成において、前記ポケットを複数備える構成とすることができる。
本発明は、上記いずれかに記載のサセプタを備えた半導体装置の製造装置である。
本発明に係るサセプタ及び製造装置によれば、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。
第1の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。 第2の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。 第3の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。 第3の比較例の変形例に係るサセプタの構成を示す図である。 第4の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。 実施例1に係る半導体製造装置の構成を示す図である。 実施例1に係るサセプタの構成を示す図である。 凹部の位置及び寸法について説明するための図である。 実施例2に係るサセプタの構成を示す図である。 実施例3に係るサセプタの構成を示す図である。 実施例4に係るサセプタの構成を示す図である。
最初に、比較例に係るサセプタの構成について説明する。
(比較例1)
図1は、第1の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図1(a)及び図1(c)は、それぞれサセプタの上方から見た平面図である。図1(b)は図1(a)のA−A’線、図1(d)は図1(c)のB−B’線に、それぞれ沿った断面図である。
サセプタ80は、半導体装置の製造工程において、ウェハ90を保持するための装置であり、ウェハ90の厚み方向に形成された凹部構造(以下、「ポケット」と称する)82を有する。ウェハ90には、結晶方位を識別するためのオリエンテーションフラット(OF)92が形成されている。ウェハ90の上方から見た平面形状は、OF92の部分を除き略円形であり、ポケット82の平面形状もウェハ90に合わせて略円形となっている。サセプタ80は、自転・公転または自公転により回転する。このとき、ポケット82に収容されたウェハ90も、サセプタの回転に伴い回転する。これにより、ウェハ90の表面に対し、均一に半導体層を成長させることや、均一な熱処理を行うことが可能となる。
図1(a)及び(b)に示すように、OF92が形成されたウェハ90を、円形のポケット82に収容して、半導体結晶の成長等を行う場合、OF92とポケット82の内壁84との間に存在する隙間に、堆積物94が発生する。ここで、図1(c)及び(d)に示すように、サセプタ80の回転が停止すると、慣性によりウェハ90が回転して堆積物94に乗り上げてしまう場合がある。これにより、ウェハ90の温度分布が悪化したり、ウェハ90と堆積物94との接触によるパーティクルが発生する等といった問題が生じうる。
(比較例2)
図2は、第2の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図2(a)及び図2(c)は、それぞれサセプタの上方から見た平面図である。図2(b)は図2(a)のA−A’線、図2(d)は図2(c)のC−C’線に、それぞれ沿った断面図であり、図2(e)は図2(d)の一部(ウェハとポケット内壁の接触部分)を拡大した断面図である。
図2(a)及び(c)に示すように、第2の比較例では、ポケット82の平面形状がウェハ90と相似形となっている。これにより、OF92においてもポケット82の内壁84との距離が小さくなり、堆積物が発生しづらくなっている。
しかし、図2(c)及び(d)に示すように、サセプタ80の回転が停止すると、慣性によりウェハ90が移動(回転・並進等)し、ポケット82の内壁84に引っ掛かってしまう場合がある。図2(c)及び(d)では、ウェハ90におけるOF92の角部Qと、当該角部Qとウェハ90の中心を挟んで反対側の外周に位置する接点Pとが、内壁84との接点となっている。ここで、直線PQは、ウェハ90の中心及びポケット82の中心Oを通る直線であることから、ウェハ90及びポケット82は点Pにおいて共通接線を有する。その結果、ウェハ90は、点Qを中心として点Pを動かす回転運動が制限される。また、図2(e)に示すように、ウェハ90の外周96は平坦となっており、ポケット82の内壁84に接しているため、ウェハ90は、点Pを中心として点Qを上下方向に動かす運動も制限される。
上記のようにウェハ90がポケット82に引っ掛かった場合、これを取り外すために力を加える必要があるが、このときウェハ90に欠けや割れが生じてしまうといった問題が生じうる。ウェハ90の固定は、サセプタ80とウェハ90との間に熱膨張係数差がある場合に特に生じやすい。
(比較例3)
図3は、第3の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図3(a)及び図3(c)は、それぞれサセプタの上方から見た平面図である。図3(b)は図3(a)のA−A’線、図3(d)は図3(c)のC−C’線に、それぞれ沿った断面図であり、図3(e)は図3(d)の一部(ウェハとポケット内壁の接触部分)を拡大した断面図である。
図3(a)及び(c)に示すように、第3の比較例では、ポケット82の内壁84のうち、ウェハ90のOF92に沿った部分に突出部86が形成されている。突出部86の両端は、ポケット82の上方から見て、ウェハ90と反対側に凹んだ切欠部88となっており、OFの角部Qがポケット82の突出部86と接触しないように設定されている。これにより、比較例2のように、ウェハ90が角部Qによりポケット82に引っ掛かかることを抑制することができる。
しかし、図3(c)及び(d)に示すように、この場合でもウェハ90のOF92上の点Q’が、突出部86の角部と接触し、ウェハ90が固定されてしまう場合がある。このとき、点Q’とウェハ90の中心を挟んで反対側の外周に位置する点P’とが、内壁84との接点となっている。ここで、直線P’Q’は、ウェハ90の中心及びポケット82の中心Oを通る直線であることから、ウェハ90及びポケット82は点P’において共通接線を有する。その結果、ウェハ90は、点Q’を中心として点P’を動かす回転運動が制限される。また、図3(e)に示すように、ウェハ90のOF92は劈開加工により平坦となっており、ポケット82の内壁84に接しているため、ウェハ90は、点P’を中心として点Q’を上下方向に動かす運動も制限される。以上のように、第3の比較例においても、第2の比較例と同じく、ウェハ90がポケット82に引っ掛かるという問題が生じうる。
図4は、第3の比較例の変形例を示す図である。図4(a)〜図4(d)は、それぞれサセプタの上方から見た平面図であり、突出部86の形状を様々に変化させたものである。図4(a)は、突出部86の平面形状が略三角形であり、且つウェハ90におけるOF92の角部Qと接している例である。図4(b)は、突出部86の平面形状が略三角形であり、且つウェハ90におけるOF92上の点Q’と接している例である。図4(c)は、突出部86の平面形状が略円形であり、且つウェハ90におけるOF92上の点Q’と接している例である。図4(d)は、突出部86の平面形状が略円弧形であり、且つウェハ90におけるOF92上の点Q’と接している例である。
上記変形例のいずれにおいても、ウェハ90のOF92上の点Q(Q’)と、ウェハ90の中心を挟んで反対側に位置する点P(P’)とにより、ウェハ90がポケット82の内壁84に引っ掛かる場合がある。
(比較例4)
図5は、第4の比較例に係るサセプタの構成を示す図である。図5(a)は、サセプタの上方から見た平面図である。図5(b)は、図5(a)のC−C’線に沿った断面図である。図5(c)は、ウェハにおけるOFの角部付近を拡大した平面図であり、図5(d)は、当該角部付近のC−C’線に沿った断面図である。図5(e)は、図5(a)のA−A’線に沿った断面のうち、OF付近を拡大して示した図である。
図5(a)〜(e)に示すように、第4の比較例では、ポケット82の内壁84に沿って段差部89が形成されている。図5(d)に示すように、ウェハ90は、段差部89によって内壁84との直接の接触が妨げられている。更に、ウェハ90が段差部89に接触しても、上下方向の移動は妨げられないため、比較例2〜3のようにウェハ90がポケット82に引っ掛かることもない。
しかし、図5(e)に示すように、OF92と内壁84との間には、段差部89を隔てているために大きな隙間が生じている。その結果、当該隙間に堆積物が発生し、ウェハ90の裏側に回り込むなどして、製造工程に悪影響を及ぼす可能性がある。
以上のように、比較例に係る半導体の製造装置においては、堆積物の発生の低減と、ウェハの引っ掛かりの抑制とを両立させることが難しい。以下の実施例では、上記の課題を解決可能なサセプタ及び製造装置について説明する。
図6は、実施例1に係る半導体製造装置の全体模式図である。本実施例では、半導体の成長装置100を例に説明を行う。成長装置100は、ウェハを外界と隔離するための筐体10を備え、筐体10には原料ガスの投入口12及び排気口14がそれぞれ設けられている。筐体10内には、支持部16により支持されたサセプタ20が収容され、サセプタ20の上部に設けられたポケット22には、ウェハ40が搭載されている。支持部16が回転することにより、その上に支持されたサセプタ20も回転する。
サセプタ20は、半導体装置の製造工程において、ウェハ40を保持するための装置であり、ウェハ40の厚み方向に形成された凹部構造(以下、「ポケット」と称する)22を有する。ウェハ40には、結晶方位を識別するためのオリエンテーションフラット(OF)42が形成されている。ウェハ40の上方から見た平面形状は、OF42の部分を除き略円形であり、ポケット22の平面形状もウェハ40に合わせて略円形となっている。サセプタ20は、支持部16の回転に伴い、自転・公転または自公転により回転する。このとき、ポケット22に収容されたウェハ40も、サセプタ20の回転に伴い回転する。これにより、ウェハ40の表面に対し、均一に半導体層を成長させることや、均一な熱処理を行うことが可能となる。
サセプタ20には、例えば、カーボン、SiCコーティングを施したカーボン、AlNの焼結体、SiCの焼結体などを用いることができる。ウェハ40には、例えば、Si、InP、SiC、GaAs、GaNなどを用いることができる。
図7は、実施例1に係るサセプタの構成を示す図である。図7(a)は、サセプタの上方から見た平面図である。図7(b)は、図7(a)のC−C’線に沿った断面図である。図7(c)及び(d)は、ウェハにおけるOFの角部付近を拡大した平面図であり、図7(c)は平面図、図7(d)は断面図となっている。図7(e)は、図7(a)のB−B’線に沿った断面のうち、ウェハの外周部付近を拡大して示した断面図である。
図7(a)に示すように、サセプタ20のポケット22には、OF42を有するウェハ40が収納されている。サセプタ20の内壁は、ウェハ40のOF42に沿って形成された第1内壁部24と、ウェハ40のその他の部分に沿って形成された第2内壁部26とから構成されている。すなわち、第1内壁部24は、第2内壁部26よりも中心側に位置する。第1内壁部24には、第1内壁部24の中心軸(A−A’線)を基準に対称となる位置に、凹部28が1つずつ形成されている。凹部28は、ポケット22の上方から見て、ウェハ40と反対側(すなわち、ポケット82の中心から外側方向)に凹むように形成されている。
図7(a)は、サセプタ20の停止後にウェハ40が回転・並進等により移動した状態を示す図であり、例えば比較例2の図2(c)に相当する。ウェハ40の中心をOw、ポケット22の中心をOpでそれぞれ示す。比較例と同じく、ポケット22及びウェハ40は、ウェハ40におけるOF42の角部Qで接すると共に、ウェハ40の中心Owと反対側の点Pにおいても互いに接している。このとき、点PQを結ぶ直線C−C’は、ウェハ40の中心Ow及びポケット22の中心Opの双方を通る。これにより、ウェハ40及びポケット22は、点Pにおいて共通接線を有する構成となっており、点Pを中心として点Qを動かす回転運動が制限されている。
図7(d)に示すように、凹部28には段差部30が形成されている。段差部30は、ウェハ40の厚みよりも小さい高さに形成され、ウェハ40が段差部30の先端に接触した際に乗り上げられるようになっている。これにより、ウェハ40及びポケット22が共通接線を有する点Pで接触することとなった場合でも、点Pを中心としてウェハを上下方向(矢印方向)に動かすことにより、ウェハ40の引っ掛かりを簡単に解消することができる。
また、図7(e)に示すように、ポケット22の内壁のうち凹部28が形成された領域以外の内壁においては、段差部30が形成されていないため、ウェハ40の外周部44が第2内壁部26の近くまで接近している。これにより、ポケット22の内壁とウェハ40との間に堆積物が発生することを抑制することができる。
以上のように、実施例1に係る成長装置によれば、ウェハ40のOF42に沿った第1内壁部24に凹部28を形成し、当該凹部28に段差部30を形成することにより、比較例2及び3に比べ、ウェハ40の引っ掛かりを抑制することができる。本構成によれば、ウェハ40とサセプタ20との間に熱膨張係数差がある場合でも、ウェハ40の引っ掛かりを抑制することができる。また、当該凹部28以外には段差部30を形成しないことにより、比較例1及び4に比べ、堆積物の発生を抑制することができる。従って、堆積物がウェハ40の裏側に回り込むことによる弊害(温度分布の悪化等)を抑制することができる。このように、実施例1に係る成長装置によれば、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。
次に、ポケット22の形成位置及び寸法について詳細に説明する。
図8は、ポケットの形成位置及び寸法を説明するための図である。図8(a)はウェハ40の上面図、図8(b)はポケット22の上面図である。図8(c)はウェハ40におけるOF42の角部付近の上面拡大図であり、図7(c)に対応する。図8(d)は同じく角部付近の断面拡大図であり、図7(d)に対応する。図8では、図面を見易くするために、各部材の符号の表示を一部省略している。
図8(a)に示すように、ウェハ40の中心をOw、半径をRw、中心OwからOF42までの距離をHw、中心Owからの垂線がOF42と交差する位置からOF42の終端部(角部)までの距離をLwとする。同様に、図8(b)において、ポケット22の中心をOp、半径をRp、中心Opから第1内壁部24までの距離をHpとする。また、中心Opからの垂線が第1内壁部24と交差する位置を起点として、ポケット22の手前側の角部までの距離をLi、奥側の角部までの距離をLo、第1内壁部24の終端部(角部)までの距離をLpとする。更に、図8(d)に示すように、段差部30の高さをh、ウェハ40のうち段差部30に乗り上げ可能な部分の長さ(すなわち、凹部28に侵入可能な部分の直径方向の長さ)をdとし、段差部30とウェハ40の接点における接線方向と、ポケット22の底面の成す角をαとする。
ここで、ウェハ40がポケット22に収容されるための条件は、

Rp>Rw ………………………(式1)
Rp+Hp>Rw+Hw ………(式2)

となる。
更に、Li・Lo・Lpの起点(中心Opからの垂線が第1内壁部24と交差する位置)から、ウェハ40が引っ掛かる位置までの距離をLとした場合に、凹部28にてウェハ40が引っ掛かる場合のLの値(L1とする)は、

(2・Rw−Rp−d)=Hp+L1 ………(式3)

となり、凹部28以外においてウェハ40が引っ掛かる場合のLの値(L2とする)は、

(2・Rw−Rp)=Hp+L2 ……………(式4)

となる。
よって、凹部28の位置は、
Li<L1 ………………………(式5)
Lo>L2 ………………………(式6)
となる。
また、図7(a)に示すように、PQを通る直線C−C’と、第1内壁部24の平坦部分のなす角をθとした場合、凹部28に必要な奥行きwの長さは、
w>d・sinθ ……………(式7)
と表すことができ、上記θは、
tanθ=Hp/L1 ………(式8)
の関係式から求めることができる。
なお、ウェハ40の半径の加工誤差範囲をRwmin≦Rw≦Rwmaxとすると、式3及び式4は、
(2・Rwmin−Rp−d)=Hp+L1 ………(式9)
(2・Rwmax−Rp)=Hp+L2 ……………(式10)
と書き改めることができる。上記式9により求められるL1をL1min、式10により求められるL2をL2maxとすると、式5及び式6は、
Li<L1min ………………………(式11)
Lo>L2max ………………………(式12)
と書き改めることができる。
結局、式9及び式10を、式11及び式12に代入すると、凹部28の位置は、

Li<√((2・Rwmin−Rp−d)−Hp) …………(式13)
Lo>√((2・Rwmax−Rp)−Hp) ………………(式14)

を満たすように設定すべきことが分かる。また、凹部28の開口長(Lo−Li)は、ウェハ40の裏面へのガスの回り込みを少なくする観点から、なるべく小さいほうが好ましい。具体的には、ウェハ40のOF長をLfとした場合に、以下の関係式を満たすようにすることが好ましい。

Lo−Li<Lf/4 …………………(式15)
次に、段差部30の高さhについては、ウェハ40の厚みの2分の1未満とすることが好ましい。また、サセプタ20を回転させる際の加速度が大きいと、ウェハ40と段差部30が接触した際に、ウェハ40が段差部30の上に乗り上げてしまう場合がある。これを抑制するために、例えばπ/10[rad/sec]で加速する装置においては、以下の関係式を満たすようにすることが好ましい。

h≧Rw/500 ………………………(式16)
次に、図8(d)に示す角α(段差部30とウェハ40の接点における接線方向と、ポケット22の底面の成す角)については、以下の関係式を満たすことが好ましい。

10°≦α≦80° ……………………(式17)

これにより、ウェハ40の側面に加工ムラがあった場合でも、ウェハ40の段差部30における引っ掛かりを抑制することができる。また、上記αの範囲は、更に下記の関係式を満たすことがより好ましい。

30°≦α≦60° ……………………(式18)
なお、実施例1では、第1内壁部24上における左右対称な位置に、凹部28が2つ形成された構成を例に説明を行ったが、当該凹部は1つであってもよい。ただし、ウェハ40とサセプタ20との引っ掛かりは、サセプタ20の回転開始時と回転終了時の双方において生じる可能性があり、その際のウェハ40の(相対的な)回転方向は逆方向となる。従って、実施例1のように、2箇所に凹部28を設ける構成の方がより好ましい。
実施例2は、凹部の形状を変更した例(その1)である。
図9は、実施例2に係るサセプタの構成を示す図である。図9(a)は、サセプタの上方から見た平面図である。図9(b)は、図9(a)のC−C’線に沿った断面図である。図9(c)〜(e)は、ウェハにおけるOFの角部付近を拡大した平面図であり、図9(c)は平面図、図9(d)は図9(c)のC−C’線に沿った断面図、図9(e)は図9(c)のB−B’線に沿った断面図である。
図9(c)〜(e)に示すように、実施例2に係るサセプタの凹部には、段差部の代わりに傾斜部32が形成されている。傾斜部32は、ウェハ40側且つポケット22の底面側から、ウェハ40と反対側(すなわち、ポケット82の中心から外側方向)且つポケット22の開口側に向かって傾斜するように形成されている。ウェハ40の外周は、傾斜部32に接触することにより、上方向(矢印方向)への移動が可能となる。これにより、実施例1と同様に、ウェハ40及びポケット22が共通接線を有する点Pで接触することとなった場合でも、ウェハ40の引っ掛かりを簡単に解消することができる。
なお、図9(d)に示すように、ウェハ40と傾斜部32の接線方向と、ポケット22の底面のなす角αは、実施例1の場合と同じく、式17の条件(10°≦α≦80°)を満たすことが好ましく、式18の条件(30°≦α≦60°)を満たすことが更に好ましい。そのためには、図9(e)に示すB−B’断面上の傾斜角γを、所定の値に設定することによりαの値を調節すればよい。当該γとαの間には、以下の関係式が成立する。

tanα=cosθ・tanγ ……………(式19)
以上のように、実施例2に係る成長装置においても、実施例1と同様に、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。なお、実施例2では、傾斜部32を平面状とした例について説明したが、傾斜部32の形状はこれに限られるものではなく、上記のαが所定値以内に収まるものであれば、曲面その他の形状とすることが可能である。
実施例3は、凹部の形状を変更した例(その2)である。
図10は、実施例3に係るサセプタの構成を示す図である。図10(a)は、サセプタの上方から見た平面図である。図10(b)は、図10(a)のC−C’線に沿った断面図である。図10(c)は凹部付近の斜視図であり、図10(d)は図10(c)の凹部を垂直方向(Z方向)から見た平面図、図10(e)は図10(c)の凹部を水平方向(X方向)から見た平面図である。
図10(c)に示すように、サセプタ20の凹部28のうち、第1内壁部24の平坦部分との境界に位置する角部には面取りが施され、ウェハ40と接触する領域が傾斜面34となっている。図10(c)及び(e)に示すように、傾斜面34は、開口部の上端から、ポケット22の底面まで延在するように形成されており、その傾斜角はαとなっている。
実施例3に係る成長装置によれば、比較例3(図3(c))または比較例4(図4(b)〜(d))のように、ウェハ40のOF42上の点が凹部28の角部に引っ掛かった場合に、OF42と凹部28とが傾斜面34にて接触することで、ウェハ40を上方向に外すことができる。これにより、実施例1と同様に、ウェハ40及びポケット22が共通接線を有する点Pで接触することとなった場合でも、ウェハ40の引っ掛かりを簡単に解消することができる。なお、傾斜面34の傾斜角αについては、実施例1〜2と同じく、式17の条件(10°≦α≦80°)を満たすことが好ましく、式18の条件(30°≦α≦60°)を満たすことが更に好ましい。
実施例3では、凹部28の角部に形成された傾斜面が、ポケット22の底面まで到達する構成となっているが、当該傾斜面34はウェハ40のOF42部分よりも低い高さまで形成されていれば、同様の効果を奏することが可能である。ただし、傾斜面34をポケット22の底面まで形成することで、ウェハ40の種類を問わず、上記の効果を奏することが可能となるため好ましい。
また、実施例3に係る成長装置では、凹部28に段差部または傾斜部は形成されていないが、これらを同時に備える構造とすることも可能である。以上のように、実施例3に係る成長装置においても、実施例1〜2と同様に、堆積物の発生を低減しつつ、ウェハの引っ掛かりを抑制することができる。
実施例4は、サセプタを複数有する成長装置の例である。
図11は、実施例4に係る成長装置の構成を示す図である。図11(a)に示すように、支持台18上には、多数のサセプタ20が形成されている。これらのサセプタ20は、実施例1〜3で述べたいずれかの凹部28と同様の構成を有するものである。図11(a)では、サセプタ20のOF部が外側を向いているが、図11(b)では内側を向いている点が異なる。
実施例4に係る成長装置によれば、複数のサセプタを備えることにより、複数の半導体装置をまとめて製造することができ、製造効率を高めることができる。また、このような構成のサセプタにおいても、ウェハの回転による引っ掛かり及び堆積物発生の問題が生じうるが、実施例1〜3に係るいずれかのサセプタの構成を採用することにより、当該引っ掛かりを抑制し、堆積物の発生を低減することができる。
実施例1〜4では、半導体の製造装置として半導体結晶の成長装置100を例に説明を行ったが、上述したサセプタ20の構成は、他の製造装置(例えば、絶縁膜形成のためのCVD(Chemical vapor deposition)装置、ウェハの熱処理装置等)においても同様に採用することが可能である。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
10 筐体
12 投入口
14 排気口
16 支持部
18 支持台
20 サセプタ
22 ポケット
24 第1内壁部
26 第2内壁部
28 凹部
30 段差部
32 傾斜部
34 傾斜面
40 ウェハ
42 オリエンテーションフラット(OF)
100 成長装置

Claims (10)

  1. オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、
    前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、
    前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、
    前記凹部には、前記ウェハの厚みより小さい高さの段差部が形成されていることを特徴とするサセプタ。
  2. オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、
    前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、
    前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、
    前記凹部の内壁部は、前記ポケットの中心から外側方向に向かって傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴とするサセプタ。
  3. オリエンテーションフラットを有するウェハを収容可能なポケットを備え、
    前記ポケットは、前記ウェハのうち前記オリエンテーションフラットの外周に沿って形成された内壁部を有し、
    前記内壁部の一部には、前記ポケットの上方から見て前記ポケットの中心から外側方向に凹んだ凹部が形成され、
    前記凹部のうち、前記内壁部の平坦部分との境界に位置する角部は、傾斜面となっていることを特徴とするサセプタ。
  4. 前記凹部は、前記内壁部の中心軸に対し対称となる位置に、1つずつ設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のサセプタ。
  5. 前記内壁部の中心軸から前記凹部の手前側の角部までの距離をLi、前記内壁部の中心軸から前記凹部の奥側の角部までの距離をLo、前記ウェハの加工誤差を含めた半径のうち最大のものをRwmax、最小のものをRwmin、前記ポケットの半径をRp、前記ポケットの中心から前記内壁部までの距離をHp、前記ウェハのうち前記凹部に侵入可能な部分の直径方向の長さをdとした場合に、前記凹部は、Li及びLoが、
    Li<√((2・Rwmin−Rp−d)−Hp
    Lo>√((2・Rwmax−Rp)−Hp
    の関係をそれぞれ充足する位置に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のサセプタ。
  6. 前記ウェハの前記オリエンテーションフラットの長さをLfとした場合に、前記凹部は、
    Lo−Li<Lf/4
    の関係を充足するように形成されていることを特徴とする請求項5に記載のサセプタ。
  7. 前記ウェハが前記段差部、前記傾斜部、または前記傾斜面と接する位置における接線と、前記ポケットの底面とのなす角度をαとした場合に、前記凹部は、
    10°≦α≦80°
    の関係を充足するように形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のサセプタ。
  8. 前記段差部の高さをh、前記ウェハの半径をRwとした場合に、前記凹部は、
    h≧Rw/500
    の関係を充足するように形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサセプタ。
  9. 前記ポケットを複数備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のサセプタ。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項に記載のサセプタを備えた半導体装置の製造装置。
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