JP2016162958A - サセプタ - Google Patents

Abstract

【課題】サセプタの昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することを可能とするサセプタを提供する。
【解決手段】サセプタ１００は、ウェハが載置されるウェハ配置面１０ａを有する板状の第１部材１０と、ウェハ配置面１０ａに対して直交する方向において第１部材１０と積層されており、第１部材１０を支持する第２部材２０とを備える。第２部材２０には、第１部材１０と対向する面２０ａと、第１部材１０と対向する面２０ａと反対側の面２０ｂとを貫く複数の貫通孔８０が設けられている。第１部材１０は、第２部材２０の面２０ａの全面を覆うものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、２層構造を有するサセプタに関する。

従来、ウェハの表面にＧａＮ等の膜を生成する処理を行う際に、ウェハを保持するウェハホルダ（以下、サセプタ）が用いられる。サセプタには、高耐熱、高耐久、高強度等の特性が要求される。従って、サセプタとしては、高純度の炭化ケイ素（ＳｉＣ）によって構成される炭化ケイ素部材、炭素素材の基材にＳｉＣ被膜等をコーティングしたものが用いられる（例えば、特許文献１，２）。

また、半導体を製造する際に用いられる半導体熱処理炉の半導体装置用治具（ウェハボート、サセプタ、ホルダ）等の各種部材には、高耐熱、高耐久、高強度等の特性が要求されることから、高純度の炭化ケイ素（ＳｉＣ）を用いた炭化ケイ素基材やカーボン基材にＳｉＣ被膜等をコーティングしたものが広く使用されている。従来のサセプタでは、グラファイト基材の上にＣＶＤ−ＳｉＣコート（化学蒸着法によるＳｉＣコーティング）を実施して、耐腐食性を高めたサセプタとしていることが多い。

特開２０００−３３２０９６号公報 特開２０１０−２３９０２０号公報

ところで、近年では、ウェハの大口径化等に伴って、サセプタのウェハ載置面のサイズも拡大しており、サセプタには高均熱性が求められる。一方で、サセプタの昇温速度及び熱利用効率の観点では、熱伝導率が高い部材によってサセプタを構成することが好ましく、高純度の炭化ケイ素によって構成されるサセプタを用いることが好ましい。

ここで、ＣＶＤ−ＳｉＣコートグラファイトサセプタは、ある程度の期間（数か月）使用していると、ＣＶＤ−ＳｉＣ膜が剥がれ基材のグラファイトから不純物が発生する場合もある。その為、サセプタの短期間での交換が必要となることがあった。このようにサセプタの寿命が短い場合には、交換コストが増大する。また、ウェハの大口径化等に伴ってサセプタのウェハ載置面のサイズも拡大しており、サセプタには高均熱性が益々求められている。

このため、全体が高純度のＳｉＣで構成されるサセプタの要求が高まっているが、ＳｉＣは加工性が悪いためサセプタの製造に時間がかかる傾向にあり、また、ＳｉＣは素材価格が高いのでコスト高のサセプタとなっている。

そこで、本発明は、サセプタの昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することを可能とし、また、サセプタの全体が高純度のＳｉＣで構成されていなくても、従来に比べて寿命を長くすることができるサセプタを提供することを目的とする。

本発明に係るサセプタは、ウェハが載置されるウェハ載置面を有する板状の第１部材と、前記ウェハ載置面に対して直交する方向において前記第１部材と積層されており、前記第１部材を支持する第２部材とを備える。前記第２部材は、前記第１部材と対向する面と、前記第１部材と対向する面と反対側の面とを貫く複数の貫通孔を形成する。前記第１部材は、前記第２部材の前記第１部材と対向する面の全面を覆うものである。(ここまでを第１の特徴とする)

第１の特徴において、前記第１部材の熱伝導率は、前記第２部材の熱伝導率よりも高い。

第１の特徴において、前記貫通孔を設けていないと仮定した場合の前記第２部材の前記第１部材と対向する面の面積に対して、前記貫通孔となった部分の面積の占める割合が３０％〜７０％である。

第１の特徴において、前記第２部材の平面視においては、前記貫通孔は径が５〜３０ｍｍの丸孔、または、幅及び長さが５〜３０ｍｍの長丸孔、または、幅及び長さが５〜３０ｍｍの角孔である。

第１の特徴において、隣接する前記貫通孔同士を隔てる壁の厚みは、１〜１５ｍｍである。

第１の特徴において、第１部材は、第２部材に対して着脱可能に構成される。

第１の特徴において、前記第１部材は、ウェハを載置するウェハポケットを備える前記ウェハ載置面を上面側に有するとともに、外周部よりも内周側の位置から下方に突出する嵌合凸部を下面側に有し、炭化ケイ素からなり、前記第２部材は、前記嵌合凸部の下面に面接触する嵌合凹部を上面側に有して前記第１部材を支えており、前記外周部が前記第２部材に非接触になっていることを特徴とする。

第１の特徴において、前記第１部材は、ウェハを載置するウェハポケットを備える前記ウェハ載置面を上面側に有するとともに、外周部よりも内周側の位置から上方に凹む嵌合凹部を下面側に有し、炭化ケイ素からなり、前記第２部材は、前記嵌合凹部の底面に面接触する嵌合凸部を上面側に有して前記第１部材を支えており、前記外周部が前記第２部材に非接触になっていることを特徴とする。

本発明によれば、サセプタの昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することを可能とするサセプタを提供することができる。

また、サセプタの全体が高純度のＳｉＣで構成されていなくても、従来に比べて寿命を長くすることができるサセプタを提供することができる。

図１は、本実施形態に係るサセプタを示す図である。 図２は、本実施形態に係るサセプタの断面図である。 図３は、変更例２に係るサセプタの断面図である。 図４は、変更例３に係るサセプタの断面図である。 図５は、変更例４に係るサセプタの断面図である。 図６は、本実施形態に係るサセプタにおける貫通孔の配置を示す図である。 図７（ａ）、図７（ｂ）は、本実施形態に関連するサセプタの実験例１の結果を示す図である。 図８（ａ）は、変更例５に係るサセプタを示す平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＭ−Ｍ線での側面断面図である。 図９は、図８（ｂ）の部分拡大図である。 図１０は、図９の部分拡大図である。 図１１は、変更例６に係るサセプタの要部を示す側面断面図である。

以下において、本発明の実施形態に係るサセプタについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

［実施形態］
本実施形態に係るサセプタは、ウェハが載置されるウェハ載置面を有する板状の第１部材と、ウェハ載置面に対して直交する方向において第１部材と積層されており、第１部材を支持する第２部材とを備える２層構造となっている。第２部材には、第１部材と対向する面と、第１部材と対向する面と反対側の面とを貫く複数の貫通孔が形成されている。第１部材は、第２部材の第１部材と対向する面の全面を覆うように積層されている。

ここで、ＳｉＣコートグラファイトサセプタ等の一体型サセプタでは、ヒータからの熱が固体中の熱伝導でサセプタ上面まで移動する。一方、２層構造のサセプタ(２分割サセプタ)では、下部サセプタと上部サセプタとの間で熱伝導より効率が低い熱放射により熱移動することから上部サセプタ上面までの熱量が少なくなる傾向にある。これに対して、本実施形態に係るサセプタは、第２部材に、第１部材と対向する面と、第１部材と対向する面と反対側の面(ヒータ側の面)とを貫く複数の貫通孔を設けたことにより、２層構造のサセプタとしての昇温速度及び熱利用効率の改善が図れ、一体型サセプタに対する昇温速度及び熱利用効率の低下をより一層抑制できると共に、均熱性を向上することができる。

また、本実施形態では、第２部材の第１部材と対向する面の全面は、第１部材によって覆われる。即ち、平面視では第２部材は第１部材によって全面にわたって覆われる。従って、第２部材の熱が第２部材外周部から上方へ逃げて部分的に温度が下がることが防止される。これによっても、本実施形態に係るサセプタは、昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することができる。

さらに、本実施形態に係るサセプタは、昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することを可能としたことにより、ヒータによる加熱温度負荷の少ない、より良好な温度環境下での使用が可能となり、サセプタの全体が高純度のＳｉＣで構成されていなくても、従来に比べて寿命を長くすることができる。

本実施形態では、ウェハ載置面を有する板状の第１部材の熱伝導率が、第２部材の熱伝導率よりも高くなるように構成している。このように、第１部材の熱伝導率を第２部材の熱伝導率よりも高くすると、サセプタの昇温速度及び熱利用効率の低下がより一層抑制される。一方で、第１部材よりもヒータ側に配置される第２部材の熱伝導率が第１部材の熱伝導率よりも低い。従って、ヒータのパターンが直接的にウェハに転写されることが抑制され、ウェハ載置面における均熱性をさらに向上することができる。

（サセプタの構成）
以下において、本実施形態に係るサセプタについて、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本実施形態に係るサセプタ１００を示す図である。図１は、サセプタ１００の主面（ウェハ載置面）を示す図である。図２は、サセプタ１００の断面（図１に示すＡ−Ａ断面）を模式的に示す図である。

図１及び図２に示すように、サセプタ１００は、第１部材１０及び第２部材２０を有する。

第１部材１０は、ウェハが配置されるウェハ配置面１０ａを有する。第１部材１０は、凹部１１を有しており、凹部１１においてウェハを保持する。

第１部材１０は、板状形状を有する。第１部材１０は、ウェハ配置面１０ａと平行な投影面にいて円形形状を有する。例えば、第１部材１０は、６Ｎ以上の純度を有する炭化ケイ素によって構成される。詳細には、第１部材１０は、２０００〜２４００℃の温度条件及び３００〜７００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力条件で炭化ケイ素を含む混合物をホットプレスによって加工することによって得られる。第１部材１０を構成する炭化ケイ素の純度が６Ｎ以上であることによって、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。ここで、Ｎは純度を表す。３Ｎは、純度９９．９％を意味しており、６Ｎは、純度９９．９９９９％を意味している。純度は、主金属材料の純度を意味しており、金属不純物を１００から差し引いた値であり、「１００％−金属不純物（％）＝純度（％）」で表される。第１部材１０を構成する炭化ケイ素の純度が６Ｎ以上であることによって、より一層サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。

第２部材２０は、ウェハ配置面１０ａに対して直交する方向において第１部材１０と積層されており、第１部材１０を支持する。すなわち、第２部材２０は、第１部材１０に対して加熱源（ヒータ）側に配置される。

第２部材２０は、板状形状を有する。第２部材２０は、ウェハ配置面１０ａと平行な投影面にいて円形形状を有する。例えば、第２部材２０は、９９〜９９．９％の純度を有する炭化ケイ素によって構成される。詳細には、第２部材２０は、イットリア（Ｙ_２Ｏ_３）などの焼結助剤を用いて、２０００〜２２００℃の温度条件で炭化ケイ素を含む混合物を焼結することによって得られる。このように、第２部材２０が炭化ケイ素によって構成される場合には、第２部材２０を構成する炭化ケイ素の純度は、第１部材１０を構成する炭化ケイ素の純度よりも低く、２Ｎ〜３Ｎの範囲である。第２部材２０を構成する炭化ケイ素の純度が３Ｎ以下であることによって、ヒータのパターンが直接的にウェハに転写されることが抑制される。一方で、第２部材２０を構成する炭化ケイ素の純度が２Ｎ以上であることによって、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下がより一層抑制される。

本実施形態において、第１部材１０の熱伝導率は、第２部材２０の熱伝導率よりも高い。第１部材１０の熱伝導率は、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であり（熱伝導率および熱抵抗値などの物性値の測定条件は、以後、室温条件下であるものとする。）、第２部材２０の熱伝導率は、１４０〜１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲である。第１部材１０の熱伝導率が２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である理由は、第１部材１０を構成する炭化ケイ素の純度が６Ｎ以上である理由と同様である。第２部材２０の熱伝導率は、１４０〜１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の範囲である理由は、第２部材２０を構成する炭化ケイ素の純度が２Ｎ〜３Ｎの範囲である理由と同様である。

第２部材２０には、第１部材１０と対向する面２０ａと、第１部材と対向する面と反対側の面２０ｂ(ヒータ側の面)とを貫く複数の貫通孔８０が形成されている。図６に、貫通孔８０のレイアウト例を示す。図６に示すように、第２部材２０の面２０ａにおいて、貫通孔８０を設ける範囲は、面２０ａにウェハ配置面１０ａと投影した場合に、ウェハ(半導体基板等)が配置される範囲と同じ範囲か、ウェハが配置される範囲よりも広い範囲とする。

貫通孔８０を設ける密度としては、貫通孔８０を設けていないと仮定した場合の第２部材２０の第１部材１０と対向する面２０ａの面積に対して、貫通孔８０となっている部分の面積の占める割合が３０％〜７０％が好適である。３０％より低いと、第２部材の貫通孔と非貫通部とにそれぞれ対向する第１部材の領域において、温度差が大きくなる場合もあり、均熱性に影響する場合もある。７０％より高いと第２部材の強度が低下する場合もある。強度の点と、第１部材の均熱性とをより優先させる観点からは、３５％〜６５％の範囲がより好ましく、４０〜６０％の範囲がさらに好ましい。本実施形態においては、例えば約５０％とする。

貫通孔８０の形状は、第２部材２０の面２０ａ、２０ｂにおいて(即ち、第２部材の平面視において)、真円等の丸孔、長丸孔や、正方形、長方形等の角孔が考えられる。１つの第２部材において、貫通孔８０は全て同じ形状でもよいし、異なる形状のものが混在してもよい。また、貫通孔８０のサイズも、全て同じ大きさでもよいし、異なる大きさのものが混在してもよい。

貫通孔８０のサイズは、大きくするとウェハの温度が高くなる傾向にあり、小さくするとウェハの温度が上昇しずらい傾向にある。丸孔では径が５〜３０ｍｍ程度、長丸孔では幅及び長さが５〜３０ｍｍ程度、角孔では幅及び長さが５〜３０ｍｍ程度が、ウェハをより良好な温度とするため(ウェハ配置面１０ａをより良好な温度とするため)に好適である。ウェハを良好な温度とするための、さらに好適なサイズは、丸孔では径が２０ｍｍ程度、長丸孔及び角孔では幅及び長さが２０ｍｍ程度である。

貫通孔８０と、隣接する他の貫通孔８０とを隔てる壁の厚みは(ウェハ配置面１０ａと平行な方向における寸法は)、ウェハ配置面１０ａにおけるより良好な均熱性を得るためには、１〜１５ｍｍ程度が好適である。１ｍｍより薄いと製造が非常に難しく、１５ｍｍより厚いと、壁に対向する部分と対向しない部分とでウェハ温度の温度ムラが大きくなる傾向にある。ウェハ配置面１０ａにおけるさらに良好な均熱性を得るためには、壁の厚みは、２ｍｍ程度が好適である。

貫通孔８０のサイズと、隣接する貫通孔８０同士を隔てる壁の厚みとの２つのパラメータの設定を、組み合わせて調整することにより、２層構造サセプタにおいて、一体型サセプタに対する昇温速度及び熱利用効率の低下をより一層抑制しながら、ウェハ載置面の均熱性をより一層向上させることができる。この効果を実現するサセプタとしては、貫通孔８０のサイズは、前述した、丸孔では径が５〜３０ｍｍ程度、長丸孔及び角孔では幅及び長さが５〜３０ｍｍ程度であり、かつ、貫通孔間の壁の厚みが前述した１〜１５ｍｍ程度であるサセプタが好適である。

本実施形態において、ウェハ配置面に対して直交する方向において、サセプタ１００の厚みＴが一定であるケースを想定した場合に、第１部材１０の厚みＴ１及び第２部材２０の厚みＴ２は、以下の通りであることが好ましい。具体的には、第１部材１０の厚みＴ１は、１ｍｍ以上であることが好ましい。厚みＴ１が１ｍｍ以上であることによって、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。一方で、第２部材２０の厚みＴ２は、５〜１５ｍｍであることが好ましい。厚みＴ２が５ｍｍ以上であることによって、ヒータのパターンが直接的にウェハに転写されることが抑制される。一方で、厚みＴ２が１５ｍｍ以下であることによって、サセプタ１００の全体として熱伝導率が上昇するため、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。

本実施形態において、第１部材１０の熱抵抗値は、第２部材２０の熱抵抗値よりも低い。第１部材１０の熱抵抗値は、５．０×１０^−３ｍ・Ｋ／Ｗ以下であり、第２部材２０の熱抵抗値は、５．８×１０^−３〜７．１×１０^−３ｍ・Ｋ／Ｗの範囲である。第１部材１０の熱抵抗値が５．０×１０^−３ｍ・Ｋ／Ｗ以下であることによって、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。第２部材２０の熱抵抗値が５．８×１０^−３ｍ・Ｋ／Ｗ以上であることによって、ヒータのパターンが直接的にウェハに転写されることが抑制される。一方で、第２部材２０の熱抵抗値が７．１×１０^−３ｍ・Ｋ／Ｗ以下であることによって、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。

（作用及び効果）
本実施形態に係るサセプタ１００は、第２部材２０に、第１部材１０と対向する面２０ａと、第１部材と対向する面と反対側の面２０ｂ(ヒータ側の面)とを貫く複数の貫通孔８０を設けたことにより、２層構造のサセプタとしての昇温速度及び熱利用効率の改善が図れ、一体型サセプタに対する昇温速度及び熱利用効率の低下をより一層抑制できる共に、均熱性を向上することができる。

また、本実施形態では、第２部材２０の第１部材１０と対向する面２０ａの全面は、第１部材１０によって覆われる。即ち、平面視では第２部材２０は第１部材１０によって全面にわたって覆われる。従って、第２部材２０の熱が第２部材外周部から上方へ逃げて部分的に温度が下がることが防止される。これによっても、本実施形態に係るサセプタ１００は、昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することができる。

さらに、本実施形態に係るサセプタ１００は、昇温速度及び熱利用効率の低下を抑制しながら、均熱性を向上することを可能としたことにより、ヒータによる加熱温度負荷の少ない、より良好な温度環境下での使用が可能となり、サセプタの全体が高純度のＳｉＣで構成されていなくても、従来に比べて寿命を長くすることができる。

また、本実施形態に係るサセプタ１００では、ウェハ配置面１０ａを有する板状の第１部材１０の熱伝導率が第２部材２０の熱伝導率よりも高い。従って、サセプタ１００の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。一方で、第１部材１０よりもヒータ側に配置される第２部材２０の熱伝導率が第１部材１０の熱伝導率よりも低い。従って、ヒータのパターンが直接的にウェハに転写されることが抑制され、ウェハ配置面における均熱性を向上することができる。

第１部材１０よりもヒータ側に第２部材２０を配置することによって、サセプタ１００を支持する支持体を介して、サセプタ１００の熱が逃げにくくなる。
［実験例１］
本発明者は、４７０φの径のサセプタ（すなわち、直径４７０ｍｍのサセプタ）に関し、本実施形態のサセプタとして実施例２１、２２を、比較用のサセプタとして比較例２１、２２を、それぞれ用いて、ウェハ配置面１０ａに載置したウェハの温度分部を測定した。測定結果を図７に示す。図７（ａ）は、ウェハの径方向の温度分布を示すグラフであり、図７（ｂ）はウェハ内での温度差を示す表である。実施例２１は、貫通孔８０として、径２０ｍｍの丸孔を貫通孔間の壁の厚み２ｍｍとして設けたものである。実施例２２は、貫通孔８０として、径１８ｍｍの丸孔を貫通孔間の壁の厚み３ｍｍとして設けたものである。比較例２１は貫通孔８０を有さない２層構造のサセプタであり、２つの層とも熱伝導率が同じものである。比較例２２は２層構造ではない一体型のＳｉＣコートグラファイトサセプタである。図７に示す測定結果からわかるように、実施例２１、２２は、比較例２１に比べて、一体型のＳｉＣコートグラファイトサセプタに対する昇温速度及び熱利用効率の低下をより抑制しながら、比較例２１よりもウェハ配置面の均熱性をより向上させている。また、実施例２１の方が実施例２２よりもさらに良好な結果が得られていることがわかる。

［変更例１］
以下において、本実施形態の変更例１について説明する。以下においては、本実施形態に対する相違点について主として説明する。

本実施形態では、第２部材２０は、第１部材１０を構成する炭化ケイ素の純度よりもが低い純度を有する炭化ケイ素によって構成される。これに対して、第２部材２０は、グラファイトによって構成される。第２部材２０がグラファイトによって構成される場合においても、第２部材２０の熱伝導率、厚みＴ２又は熱抵抗値は、上述した範囲であることが好ましい。

［変更例２〜４］
以下において、本実施形態の変更例２〜５について説明する。以下においては、本実施形態に対する相違点について主として説明する。

本実施形態では、第１部材１０及び第２部材２０の積層形態について触れていないが、第１部材１０及び第２部材２０の積層形態としては、以下に示す形態が考えられる。

例えば、変更例２として図３に示すように、第１部材１０は、第１部材１０の外周に沿って連続しており、下側（ヒータ側）に突出する壁体を有していてもよい。第１部材１０の壁体は、第２部材２０の側面の少なくとも一部を覆うように設けられる。これによって、第１部材１０を第２部材２０の上に載置するだけでも、サセプタ１００の回転によって、第１部材１０と第２部材２０との位置ずれが生じることが抑制される。

或いは、変更例３として図４に示すように、第１部材１０は、第２部材２０に対してねじ２２によって固定されてもよい。これによって、サセプタ１００の回転によって、第１部材１０と第２部材２０との位置ずれが生じることが抑制される。

或いは、変更例４として図５に示すように、第１部材１０は、第２部材２０に対して接着層２４を介して固定されてもよい。これによって、サセプタ１００の回転によって、第１部材１０と第２部材２０との位置ずれが生じることが抑制される。

以上説明したように、第１部材１０は、第２部材２０に対して着脱可能に構成されることが好ましい。第１部材１０が第２部材２０に対して着脱可能であることによって、第２部材２０と比べて損耗が激しい第１部材１０の交換が可能であり、第２部材２０をリサイクルすることができる。

［変更例５］
次に、本実施形態の変更例５を説明する。以下においては、本実施形態に対する相違点について主として説明する。図８（ａ）は、変更例５に係るサセプタ１１０を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＭ−Ｍ線での側面断面図である。図９は、図８（ｂ）の部分拡大図である。図１０は、図９の部分拡大図である。

図８（ａ）、図８（ｂ）、図９、図１０に示すように、ウェハが載置されるウェハ配置面１１２ａを有する板状の上側部材(第１部材)１１２と、ウェハ配置面１１２ａに対して直交する方向において上側部材１１２と積層されており、上側部材１１２を支持する下側部材(第２部材)１１４とを備える２層構造となっている。上側部材１１２の熱伝導率は、下側部材１１４の熱伝導率よりも高い。下側部材１１４には、上側部材１１２と対向する面１１４ａと、上側部材１１２と対向する面１１４ａと反対側の面１１４ｂ(ヒータ側の面)とを貫く複数の貫通孔１８０が形成されている。下側部材１１４の面１１４ａにおいて、貫通孔１８０を設ける範囲は、面１１４ａにウェハ配置面１１２ａと投影した場合に、ウェハ(半導体基板等)が配置される範囲と同じ範囲か、ウェハが配置される範囲よりも広い範囲とする。貫通孔の密度、形状、サイズ、貫通孔間の壁の厚さも、当然本実施形態で説明した構成を採用できる。

上側部材１１２および下側部材１１４は、何れも、ウェハ配置面１１２ａと平行な投影面から見て（すなわち平面視で）円板状となっている。上側部材１１２は炭化ケイ素からなる。好ましくは、高純度の炭化ケイ素(例えば６Ｎ以上の純度を有する炭化ケイ素)からなる。下側部材１１４は、好ましくは、上側部材１１２よりも純度が低い炭化ケイ素(例えば、２Ｎ〜３Ｎの純度を有する炭化ケイ素)からなる。

上側部材１１２は、ウェハを載置するウェハポケット１１６を備えるウェハ配置面１１２ａを上面側に有する。また、本実施形態では、上側部材１１２の外周部として上側鍔部１２０が形成されている。そして、上側部材１１２は、上側鍔部１２０よりも内周側の位置から下方に突出する嵌合凸部１２２を下面側に有する。下側部材１１４は、嵌合凸部１２２の下面２２ｂに面接触する嵌合凹部１３２を上面側に有して上側部材１１２を支える構成になっている。

そして、嵌合凸部１２２が嵌合凹部１３２に入れられることで下側部材１１４に上側部材１１２がセットされると、平面視では下側部材１１４は上側部材１１２によって全面にわたって覆われ、かつ、上側部材１１２の外周部が下側部材１１４に非接触になっている。

また、下側部材１１４には、上側部材１１２が下側部材１１４にセットされたときに上側鍔部１２０に対向するように下側外周部１３０（下側鍔部）が形成されている。従って、下側部材１１４に上側部材１１２がセットされたとき、上側鍔部１２０と下側外周部１３０との間に隙間Ｇが形成されるようになっている。

また、変更例５では、上側部材１１２が下側部材１１４にセットされたときには、ウェハポケット１１６の水平方向位置が全てこの隙間Ｇを形成する空間の内周端Ｐよりも内周側の位置となるように、ウェハポケット１１６の形成位置が予め決められている。

また、変更例５では、下側外周部１３０は、下側部材１１４を構成する下側部材本体１１４ｍから外周側へ張り出している。そして、ウェハポケット１１６の外周側端１１６ｅの水平方向位置は、下側部材本体１１４ｍの外周壁１１４ｅよりも内周側に位置している。

（作用、効果）
以下、変更例５の作用、効果を説明する。

変更例５では、嵌合凸部１２２が嵌合凹部１３２に入れられることで下側部材１１４に上側部材１１２がセットされると、平面視では下側部材１１４は上側部材１１２によって全面にわたって覆われる。従って、下側部材１１４の熱が下側外周部１３０から上方へ逃げて部分的に温度が下がることが防止される。

そして、嵌合凸部１２２が嵌合凹部１３２に入れられることで下側部材１１４に上側部材１１２がセットされると、上側部材１１２の外周部である上側鍔部１２０が、下側部材１１４の外周部である下側外周部１３０に非接触になっている。従って、上側鍔部１２０の下方への移動が下側外周部１３０によって妨げられることがないので、嵌合凸部１２２の底面を嵌合凹部１３２の底面１３２ｓに確実に面接触させることができる。よって、上側部材１１２の温度を均一にすることができるので、ウェハポケット１１６に載置されたウェハの温度を均一にすることができ、歩留まりが向上する。ウェハポケット１１６にウェハを入れた作業時では、サセプタ１１０を収容した空間を真空状態とするので、この効果は特に大きい。

また、下側外周部１３０に対して上側鍔部１２０は非接触となっているので、嵌合凹部１３２に面接触している嵌合凸部１２２に比べ、上側鍔部１２０の温度が異なり易いが、変更例５では、上側部材１１２では、ウェハポケット１１６は、全て、上側鍔部１２０よりも内周側に形成されている。従って、ウェハポケット１１６の温度を更に均一にすることができるので、載置されるウェハの温度を更に均一に維持しやすい。

また、ウェハ配置面１１２ａを有する板状の上側部材１１２の熱伝導率が下側部材１１４の熱伝導率よりも高い。従って、サセプタ１１０の昇温速度及び熱利用効率の低下が抑制される。一方で、上側部材１１２よりもヒータ側に配置される下側部材１１４の熱伝導率が上側部材１１２の熱伝導率よりも低い。従って、ヒータのパターンが直接的にウェハに転写されることが抑制され、ウェハ配置面における均熱性を向上させることができる。さらに、変更例５に係るサセプタ１１０は、下側部材１１４に、上側部材１１２と対向する面１１４ａと、上側部材１１２と対向する面１１４ａと反対側の面１１４ｂ(ヒータ側の面)とを貫く複数の貫通孔１８０を設けたことにより、２層構造のサセプタとしての昇温速度及び熱利用効率の改善が図れ、一体型サセプタに対する昇温速度及び熱利用効率の低下をより一層抑制できる。

また、上側部材１１２よりもヒータ側に下側部材１１４を配置することによって、サセプタ１１０を支持する支持体を介して、サセプタ１１０の熱が逃げにくくなる。

さらに、変更例５では、下側部材１１４に上側部材１１２がセットされたとき、上側鍔部１２０と下側外周部１３０との間に隙間Ｇが形成される。これにより、サセプタ１１０の使用中に上側部材１１２が下側部材１１４から外れて飛び出すことを十分に防止し易く、また、下側外周部１３０によって上側鍔部１２０が補強されることにもなる。よって、変更例５は、サセプタの全体が高純度のＳｉＣで構成されていなくても、従来に比べて寿命を長くすることができるサセプタを提供することができる。この隙間Ｇは０．１ｍｍ以下であることが好ましく、隙間Ｇが０．１ｍｍ以下では、上記の効果がより一層発揮される。また、ガス抜きを確実に行う観点から隙間Ｇは１μｍ以上であることが好ましい。

また、隙間Ｇは、上側部材１１２の外周縁Ｅ、すなわち上側鍔部１２０の外周縁Ｅから内周側にＷ＝１ｍｍ以上にわたって形成されていることが好ましい。これにより、嵌合凸部１２２と嵌合凹部１３２との間のガス抜きを確実に行い易い。またサセプタの均熱性の観点からＷは５０ｍｍ以下であることが好ましい。

また、上側鍔部１２０の厚みＴが１ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、上側鍔部１２０の強度補強の効果が得られる。またサセプタの均熱性の観点から厚みＴは５ｍｍ以下であることが好ましい。

また、ウェハポケット１１６の外周側端１１６ｅと下側部材本体１１４ｍの外周壁１１４ｅとの水平方向距離Ｄが２ｍｍ以上であることが、ウェハポケット１１６の均熱性、すなわち、ウェハポケット１１６に載置されたウェハの均熱性の観点で好ましい。

また、下側部材１１４をカーボン（Ｃ）の基材にＳｉＣ被膜等をコーティングしたものによって構成することも可能である。これにより、サセプタ１１０を更に軽量化することができる。

変更例５は、上述した以外の点については、本実施形態で説明した構成とほぼ同様の構成を当然採用してよい。よって、変更例５は当然本実施形態と同様の理由により本実施形態と同様の効果も奏される。

［変更例６］
次に、本実施形態の変更例６を説明する。以下においては、本実施形態に対する相違点について主として説明する。図１１は、変更例６に係るサセプタの要部を示す側面断面図である。

変更例６のサセプタ１４０は、変更例５に比べ、嵌合凸部と嵌合凹部とが上下逆に形成されている。すなわち、変更例６のサセプタ１４０は、上側部材(第１部材)１４２と下側部材(第２部材)１４４とを有する。上側部材１４２は、変更例５に比べ、上側鍔部１２０に代えて上側外周部１５０を有する。下側部材１４４を構成する下側外周部１６０は、上側外周部１５０との間に所定の隙間Ｇを形成するように寸法が決められている。

この構造により、上側部材１４２は、上側外周部１５０よりも内周側の位置から上方に凹む嵌合凹部１５４を下面側に有する。下側部材１４４は、嵌合凹部１５４の底面（上面）１５４ｂに面接触する嵌合凸部１５６を上面側に有して上側部材１４２を支える構成になっている。

そして、嵌合凸部１５６が嵌合凹部１５４に入れられることで下側部材１４４に上側部材１４２がセットされると、平面視では下側部材１４４は上側部材１４２によって全面にわたって覆われ、かつ、上側外周部１５０が下側外周部１６０に非接触になっている。すなわち、下側部材１４４に上側部材１４２がセットされたとき、上側外周部１５０と下側外周部１６０との間に隙間Ｇが形成されるようになっている。

また、変更例６では、ウェハを載置するウェハポケット１１６を備えるウェハ配置面１４２ａを上面側に有する上側部材１４２が、下側部材１４４にセットされたときには、ウェハポケット１１６の水平方向位置が全て上側外周部１５０よりも内周側の位置となるように、ウェハポケット１１６の形成位置が予め決められている。(ウェハポケット１１６の水平方向位置が、全てこの隙間Ｇを形成する空間の内周端よりも内周側の位置となるように、ウェハポケット１１６の形成位置が予め決められている。)

上側部材１４２は炭化ケイ素からなる。好ましくは、高純度の炭化ケイ素(例えば６Ｎ以上の純度を有する炭化ケイ素)からなる。下側部材１４４は、好ましくは、上側部材１１２よりも純度が低い炭化ケイ素(例えば、２Ｎ〜３Ｎの純度を有する炭化ケイ素)からなる。

変更例６も、変更例５と同様に、ウェハが載置されるウェハ配置面１４２ａを有する板状の上側部材１４２と、ウェハ配置面１４２ａに対して直交する方向において上側部材１４２と積層されており、上側部材１４２を支持する下側部材１４４とを備える２層構造となっている。上側部材１４２の熱伝導率は、下側部材１４４の熱伝導率よりも高い。下側部材１４４には、上側部材１４２と対向する面１４４ａと、上側部材１４２と対向する面１４４ａと反対側の面１４４ｂ(ヒータ側の面)とを貫く複数の貫通孔１８０が形成されている。下側部材１４４の面１４４ａにおいて、貫通孔１８０を設ける範囲は、面１４４ａにウェハ配置面１４２ａと投影した場合に、ウェハ(半導体基板等)が配置される範囲と同じ範囲か、ウェハが配置される範囲よりも広い範囲とする。貫通孔の密度、形状、サイズ、貫通孔間の壁の厚さも、当然変更例５と同様に、本実施形態で説明した構成を採用できる。

変更例６は、上述した以外の点については、変更例５とほぼ同様の構成を備えている。変更例６により、変更例５と同様の効果が奏される。

変更例６は、上述した以外の点については、本実施形態で説明した構成とほぼ同様の構成を当然採用してよい。よって、変更例６は当然本実施形態と同様の理由により本実施形態と同様の効果も奏される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は本発明の理解を容易にするために記載された単なる例示に過ぎず、本発明は当該実施形態に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、上記実施形態で開示した具体的な技術事項に限らず、そこから容易に導きうる様々な変形、変更、代替技術なども含むものである。

１０ 第１部材
１１ 凹部
２０ 第２部材
８０，１８０ 貫通孔
１００，１１０，１４０ サセプタ
１１２，１４２ 上側部材(第１部材)
１０ａ，１１２ａ，１４２ａ ウェハ配置面(ウェハ載置面)
１１４，１４４ 下側部材(第２部材)
１１６ ウェハポケット
１２２，１５６ 嵌合凸部
１２２ｂ 下面
１５４ｂ 底面
１３２，１５４ 嵌合凹部
Ｅ 外周縁
Ｇ 隙間
Ｐ 内周端
Ｔ 厚み

Claims (11)

1. ウェハが載置されるウェハ載置面を有する板状の第１部材と、
   前記ウェハ載置面に対して直交する方向において前記第１部材と積層されており、前記第１部材を支持する第２部材とを備え、
   前記第２部材は、前記第１部材と対向する面と、前記第１部材と対向する面と反対側の面とを貫く複数の貫通孔を形成し、
   前記第１部材は、前記第２部材の前記第１部材と対向する面の全面を覆うこと
   を特徴とするサセプタ。
2. 請求項１に記載のサセプタであって、
   前記第１部材の熱伝導率は、前記第２部材の熱伝導率よりも高いこと
   を特徴とするサセプタ。
3. 請求項１に記載のサセプタであって、
   前記貫通孔を設けていないと仮定した場合の前記第２部材の前記第１部材と対向する面の面積に対して、前記貫通孔となっている部分の面積の占める割合が３０％〜７０％であること
   を特徴とするサセプタ。
4. 請求項１に記載のサセプタであって、
   前記第２部材の平面視において、前記貫通孔は径が５〜３０ｍｍの丸孔、または、幅及び長さが５〜３０ｍｍの長丸孔、または、幅及び長さが５〜３０ｍｍの角孔であること
   を特徴とするサセプタ。
5. 請求項１または請求項４に記載のサセプタであって、
   隣接する前記貫通孔同士を隔てる壁の厚みは、１〜１５ｍｍであること
   を特徴とするサセプタ。
6. 請求項１に記載のサセプタであって、
   前記第１部材は、前記第２部材に対して着脱可能に構成されること
   を特徴とするサセプタ。
7. 請求項１に記載のサセプタであって、
   前記第１部材は、ウェハを載置するウェハポケットを備える前記ウェハ載置面を上面側に有するとともに、外周部よりも内周側の位置から下方に突出する嵌合凸部を下面側に有し、炭化ケイ素からなり、
   前記第２部材は、前記嵌合凸部の下面に面接触する嵌合凹部を上面側に有して前記第１部材を支えており、
   前記外周部が前記第２部材に非接触になっている
   ことを特徴とするサセプタ。
8. 請求項１に記載のサセプタであって、
   前記第１部材は、ウェハを載置するウェハポケットを備える前記ウェハ載置面を上面側に有するとともに、外周部よりも内周側の位置から上方に凹む嵌合凹部を下面側に有し、炭化ケイ素からなり、
   前記第２部材は、前記嵌合凹部の底面に面接触する嵌合凸部を上面側に有して前記第１部材を支えており、
   前記外周部が前記第２部材に非接触になっている
   ことを特徴とするサセプタ。
9. 請求項７または請求項８記載のサセプタであって、
   前記外周部と前記第２部材との間に形成される隙間が０．１ｍｍ以下であること
   を特徴とするサセプタ。
10. 請求項９に記載のサセプタであって、
    前記隙間は、前記第１部材の外周縁から内周側に１ｍｍ以上にわたって形成されていること
    を特徴とするサセプタ。
11. 請求項１０に記載のサセプタであって、
    前記外周部の厚みが１ｍｍ以上であること
    を特徴とするサセプタ。

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