JP2017054920A - ウェハホルダおよび半導体製造装置 - Google Patents

ウェハホルダおよび半導体製造装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ウェハの処理時に、ウェハの温度分布のばらつきを抑制することができるウェハホルダおよび半導体製造装置を提供する。【解決手段】本実施形態によるウェハホルダは、ウェハ支持部を備える。ウェハ支持部は、ウェハの搭載領域の端部に設けられている。第１部分は、ウェハ支持部よりも搭載領域の中心部側に設けられている。搭載領域の外側のウェハホルダの表面を基準として、第１部分の第１深さは、ウェハ支持部の第２深さ、および、第１部分よりも搭載領域の中心部側にある第３部分の第３深さよりも深い。第２部分は、ウェハ支持部よりも搭載領域の中心部側に設けられている。搭載領域の外側のウェハホルダの表面を基準として、第２部分の第４深さは、第２および第３深さよりも浅く、かつ、第１深さよりも浅い。【選択図】図３

Description

本発明による実施形態は、ウェハホルダおよび半導体製造装置に関する。
ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置等の成膜装置では、半導体ウェハを処理する際に、ウェハホルダ上に半導体ウェハを載置し、そのウェハホルダを加熱および回転させながら、半導体ウェハ上にプロセスガスを供給する。これにより、半導体ウェハ上に所望の材料膜を成膜することができる。このような成膜処理において、半導体ウェハの温度分布のばらつきが大きいと、成膜された材料膜の膜厚等がばらつく。成膜処理中において、半導体ウェハの温度は、その半導体ウェハを保持するウェハホルダの熱伝導特性に大きく依存するため、ウェハホルダからウェハへの熱伝導特性を可及的に均一にすることが望まれている。
特許第５６９７２４６号公報 特開平６−１９６４０９号公報 特開２００４−１０３３６４号公報
ウェハの処理時に、ウェハの温度分布のばらつきを抑制することができるウェハホルダおよび半導体製造装置を提供する。
本実施形態によるウェハホルダは、ウェハ支持部を備える。ウェハ支持部は、ウェハの搭載領域の端部に設けられている。第１部分は、ウェハ支持部よりも搭載領域の中心部側に設けられている。搭載領域の外側のウェハホルダの表面を基準として、第１部分の第１深さは、ウェハ支持部の第２深さ、および、第１部分よりも搭載領域の中心部側にある第３部分の第３深さよりも深い。第２部分は、ウェハ支持部よりも搭載領域の中心部側に設けられている。搭載領域の外側のウェハホルダの表面を基準として、第２部分の第４深さは、第２および第３深さよりも浅く、かつ、第１深さよりも浅い。
第１の実施形態に従った成膜装置１の斜視断面図。 第１の実施形態によるウェハホルダ２０の平面図。 １つの搭載領域Ｒにおける熱伝導の様子を模式的に示した断面図。 ウェハ支持部２６の構成を示す平面図。 第１および第２部分２１、２２の位置をより詳細に示す平面図。 第１部分２１＿５がウェハ支持部２６に対応した搭載領域Ｒを示す平面図。 第１部分２１と第２部分２２との境界部を示すウェハホルダ２０の断面図。
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に従った成膜装置１の斜視断面図である。成膜装置１は、例えば、ＭＯＣＶＤ装置であり、反応チャンバ１０と、ウェハホルダ（サセプタ）２０と、駆動部３０と、ヒータ４０と、ガス供給部５０と、放射温度計６０と、排気口７０とを備えている。
反応チャンバ１０は、ウェハホルダ２０上に搭載された半導体ウェハ（以下、単にウェハともいう）Ｗの表面に材料膜を成膜するために用いられる。反応チャンバ１０の内部は、ウェハＷを処理する際に、真空引きされており減圧状態となっている。
ウェハホルダ２０は、第１面としての上面に設けられた搭載領域（ポケット）にウェハＷを搭載することができる。本実施形態では、ウェハホルダ２０は、例えば、３枚のウェハＷを搭載可能である。しかし、ウェハホルダ２０に搭載可能なウェハＷの数は、特に限定しない。ウェハホルダ２０は、その中心部（図２のＣ２０）で軸３１と結合されており、軸３１（Ｃ２０）を中心として略水平面内で回転することができる。軸３１は、駆動部３０に接続されており、駆動部３０によって回転駆動される。また、ウェハホルダ２０は、その下方に配置されたヒータ４０からの熱を受けて、その熱によりウェハＷを加熱する。ウェハホルダ２０は、反応チャンバ１０から着脱可能であり、他のウェハホルダと交換可能に構成されている。
駆動部３０は、軸３１を介してウェハホルダ２０を矢印Ａの方向またはその逆方向に回転させることができる。
ヒータ４０は、ウェハホルダ２０の下方に配置されており、軸３１（ウェハホルダ２０の中心）を中心として略同心円状に配置されている。ヒータ４０の下方には、断熱材４１やリフレクタ等が設けられている。
ガス供給部５０は、反応チャンバ１０の上部に設けられており、ガス供給源（図示せず）からの原料ガスをウェハＷ上に供給する。
放射温度計６０は、反応チャンバ１０の上部に設けられた窓６１に配置されており、窓６１を介してウェハＷの温度を計測する。
このような成膜装置１０は、ウェハＷをウェハホルダ２０とともに加熱しかつ回転させ、ウェハＷの上面に化合物半導体結晶の原料となる原料ガスを供給することによってウェハＷの上面上に化合物半導体層をエピタキシャル成長させる。原料ガスは、成膜に用いられた後に排気口７０から排出される。
例えば、化合物半導体層の一例としてＩＩＩ族窒化物半導体層を成膜する場合、原料ガスには、ＩＩＩ族元素を含む有機金属と窒素を含むアンモニアＮＨ３とを用いる。有機金属としては、例えば、ＩＩＩ族のＧａを含むトリメチルガリウム（ＴＭＧ）またはトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、例えば、ＩＩＩ族のＡｌを含むトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）またはトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、例えば、ＩＩＩ族のＩｎを含むトリメチルインジウム（ＴＭＩ）またはトリエチルインジウム（ＴＥＩ）が挙げられる。また、ｎ型のドーパントとしては、モノシラン（ＳｉＨ４）やジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）をＳｉ原料として用いることができ、あるいは、ゲルマンガス（ＧｅＨ４）やテトラメチルゲルマニウム（（ＣＨ３）４Ｇｅ）やテトラエチルゲルマニウム（（Ｃ２Ｈ５）４Ｇｅ）をＧｅ原料として用いることができる。一方、ｐ型のドーパントとしては、例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）をＭｇの原料として用いることができる。さらに、アンモニアに代えて、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）を用いることもできる。なお、上述した有機金属ガス以外にも、他のＩＩＩ族元素を含有させた構成とすることができ、必要に応じてＧｅ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｂｅ等のドーパントを含有させることができる。
図２は、第１の実施形態によるウェハホルダ２０の平面図である。ウェハホルダ２０は、例えば、３枚のウェハＷを搭載可能なように３つの搭載領域Ｒを有する。３つの搭載領域Ｒは、ウェハホルダ２０の第１面としての表面上に、ウェハホルダ２０の中心部Ｃ２０からほぼ等しい距離だけ離れた位置に略均等に配置されている。搭載領域Ｒは、ウェハＷよりも幾分大きな径を有する略円形状であり、ウェハＷを載置したときにウェハＷを受容するように窪んでいる。尚、搭載領域Ｒの平面形状は、ウェハＷに適合した形状（例えば、相似形）であればよく、特に限定しない。
図３は、１つの搭載領域Ｒにおける熱伝導の様子を模式的に示した断面図である。図３は、図２の３−３線に沿った断面に対応する。図４は、ウェハ支持部２６の構成を示す平面図である。以下、図３および図４を参照して、ウェハホルダ２０の搭載領域Ｒの構造をより詳細に説明する。
ウェハホルダ２０は、第１面Ｆ１と、第１面Ｆ１とは反対側にある第２面Ｆ２とを有する。第１面Ｆ１は、ウェハＷを搭載可能な上面であり、ウェハＷの搭載領域Ｒが設けられている。第２面Ｆ２は、ヒータ４０からの熱を受ける裏面である。ヒータ４０からの熱は、矢印で示すようにウェハホルダ２０の第２面Ｆ２から第１面Ｆ１へ向かってウェハホルダ２０内を伝達し、第１面Ｆ１の搭載領域Ｒ上に載置されたウェハＷへ伝達する。搭載領域ＲとウェハＷとの間には間隙Ｇがあり、第１面Ｆ１からの熱は、間隙Ｇを介してウェハＷへ伝達される。ウェハホルダ２０からウェハＷへの熱伝導については、後で詳細に説明する。
ウェハホルダ２０は、搭載領域Ｒにおいて、ウェハ支持部２６と、第１部分２１と、第２部分２２と、第３部分２３とを備えている。
ウェハ支持部２６は、搭載領域Ｒの端部に設けられており、ウェハＷを載置した際にウェハＷの端部に接触してウェハＷを支持する。ウェハ支持部２６の上面Ｆ２６は、搭載領域Ｒの外部の第１面Ｆ１よりも幾分窪んでおり、搭載領域Ｒの外縁に段差ＳＴが設けられる。これにより、ウェハホルダ２０が回転したときに、ウェハＷが第１面Ｆ１または上面Ｆ２６に対して略平行方向に移動しても、ウェハＷの端部が段差ＳＴの側面に当たる。従って、ウェハＷは、搭載領域Ｒからはみ出ることなく、搭載領域Ｒ内に保持される。
ウェハ支持部２６は、搭載領域Ｒの外縁の一部に設けられている。例えば、図４に示す搭載領域Ｒの平面図において、ウェハ支持部２６は、搭載領域Ｒの外縁の６カ所に設けられており、ウェハＷは、その６つのウェハ支持部２６によって支持されてもよい。ウェハ支持部２６は、ウェハＷが破線で示すように搭載領域Ｒの一方側に移動してもウェハＷを支持可能なように配置される。勿論、ウェハ支持部２６の数やサイズは特に限定しない。
図３を再度参照し、第１部分２１は、ウェハ支持部２６と同様に搭載領域Ｒの外縁近傍に設けられている。ウェハ支持部２６が設けられている箇所では、第１部分２１は、ウェハ支持部２６よりも搭載領域Ｒの中心部ＣＲ側に設けられており、ウェハ支持部２６と第１部分２１よりも搭載領域Ｒの中心部ＣＲ側にある第３部分２３との間に介在している。また、第１部分２１は、搭載領域Ｒの外周全体に亘って設けられているのではなく、ウェハＷの外縁の一部に対向するように、搭載領域Ｒの外周の一部に対応して局所的に設けられている。第１部分２１が設けられる位置は、後で図５の平面図を参照して説明する。
搭載領域Ｒの外側のウェハホルダ２０の表面Ｆ２０を基準として、第１部分２１の第１深さＴ１は、ウェハ支持部２６の第２深さＴ２よりも深い。尚且つ、第１深さＴ１は、第３部分２３におけるウェハホルダ２０の第３深さＴ３よりも深い。これにより、第１部分２１の表面Ｆ２１は、ウェハ支持部２６および第３部分２３のそれぞれの表面Ｆ２６、Ｆ２３よりも裏面Ｆ２側へ窪んでおり、溝部ＴＲを構成する。溝部ＴＲは、搭載領域Ｒの端部に設けられ、搭載領域Ｒに搭載されたウェハＷの端部に対向するように設けられる。この溝部ＴＲの機能については後述する。
第２部分２２は、第１部分２１と同様に、搭載領域Ｒの外縁近傍に設けられている。ウェハ支持部２６が設けられている箇所では、第２部分２２は、ウェハ支持部２６よりも搭載領域Ｒの中心部ＣＲ側に設けられており、ウェハ支持部２６と第３部分２３との間に介在している。第２部分２２は、搭載領域Ｒの外周全体に亘って設けられているのではなく、ウェハＷの外縁の他の部分に対向するように、搭載領域Ｒの外周の他の部分に対応して局所的に設けられている。即ち、第２部分２２は、搭載領域Ｒの端部のうち第１部分２１が設けられた箇所以外の箇所に設けられている。第２部分２２が設けられる位置は、後で図５の平面図を参照して説明する。
搭載領域Ｒの外側のウェハホルダ２０の表面Ｆ２０を基準として、第２部分２２の第４深さＴ４は、ウェハ支持部２６における第２深さＴ２、および、第３部分２３における第３深さＴ３以下である。尚且つ、第４深さＴ４は、第１部分２１における第１深さＴ１よりも浅い。これにより、第２部分２２の表面Ｆ２２は、ウェハ支持部２６および第３部分２３のそれぞれの表面Ｆ２６、Ｆ２３よりも裏面Ｆ２側へ窪んでいてもよく、あるいは、表面Ｆ２６またはＦ２３とほぼ面一であってもよい。従って、第２部分２２の表面Ｆ２２は、溝部を構成してもよく、溝部を構成してなくともよい。第４深さＴ４は第１部分２１における第１深さＴ１よりも浅いので、第２部分２２に溝部がある場合、その溝部は、第１部分２１の溝部ＴＲよりも浅い。即ち、第２部分２２も、第１部分２１と同様に、ウェハＷの端部に対向するように設けられているが、必ずしも溝を構成していない。
第３部分２３は、ウェハ支持部２６、第１および第２部分２１、２２よりも搭載領域Ｒの中心部ＣＲの近くに設けられており、搭載領域Ｒの中心部ＣＲにおいて突出する凸形状となっている。即ち、第３部分２３の表面Ｆ２３は、搭載領域Ｒの中心部ＣＲから搭載領域Ｒの外縁に向かうに従って第２面Ｆ２へ近づくように凸形状を有する。例えば、成膜装置１において、Ｎ型ＡｌＧａＮ単結晶層（図示せず）をエピタキシャル成長させるとき、ウェハＷはサファイア基板とＮ型ＡｌＧａＮ単結晶層との格子定数の差によって歪みが生じる。これにより、ウェハＷは、図３に示すように、凸形状に反る。第３部分２３は、ウェハＷの反りよる凸形状に対応するように凸形状に形成されている。即ち、第３部分２３の凸形状は、半導体デバイスの特性に最も影響する層（例えば、Ｎ型ＡｌＧａＮ単結晶層等）を成膜するときに、ウェハＷの凸形状に適合するように形成されている。また、ウェハホルダ２０の上方から見た平面図において、第３部分２３の凸形状の頂部（中心部ＣＲ）は、ウェハＷの凸形状の頂部にほぼ一致させる。これにより、第３部分２３の表面Ｆ２３とウェハＷとの距離（間隙Ｇの間隔）が搭載領域Ｒの第３部分２３において略均一になる。その結果、ウェハホルダ２０の第３部分２３においては、熱をほぼ均一にウェハＷへ伝達することができる。尚、ウェハＷの反りが凹形状になる場合には、第３部分２３は、それに対応するように凹形状にしてもよい。また、図３では、第３部分２３と第１部分２１との境界部が表面Ｆ２１に対して略垂直方向に段差を有する。しかし、第３部分２３と第１部分２１との境界部、並びに、第３部分２３と第２部分２２との境界部において、第３部分２３は、緩やかな傾斜で第１部分２１または第２部分２２と繋がっていてもよい。
次に、ウェハホルダ２０からウェハＷへの熱伝導について説明する。
上述のように、第３部分２３においては、熱をほぼ均一にウェハＷへ伝達することができる。一方、搭載領域Ｒの端部において、熱は、図３の矢印ｈで示すように、ウェハＷが直接接触するウェハ支持部２６や段差ＳＴからもウェハＷへ伝導する。このため、成膜中におけるウェハＷの端部の温度は、ウェハＷの中心部（第３部分に対応するウェハＷ領域）の温度に比べて高くなる傾向にある。また、ウェハホルダ２０または搭載領域ＲにおけるウェハＷの位置に依っても、ウェハＷに伝達される熱はばらつき易い。
そこで、本実施形態によるウェハホルダ２０は、搭載領域Ｒの端部において、ウェハホルダ２０の深さ（厚み）の異なる第１部分２１および第２部分２２を設けている。第１部分２１が設けられた搭載領域Ｒの端部には、溝部ＴＲが設けられる。従って、第１部分２１の表面Ｆ２１は、搭載領域Ｒに載置されたウェハＷの端部から比較的離れている。即ち、第１部分２１では、ウェハホルダ２０とウェハＷの端部との距離が大きくなる。これにより、ウェハホルダ２０からの熱がウェハＷへ伝達し難くなり（熱抵抗が高くなり）、第１部分２１に対向するウェハＷの端部の温度は、比較的低くなる。一方、第２部分２２が設けられた搭載領域Ｒの端部には、溝部ＴＲが設けられていない。あるいは、溝部が設けられていてもその溝部は、第１部分２１の溝部ＴＲよりも浅い。従って、第２部分２２の表面Ｆ２２は、搭載領域Ｒに載置されたウェハＷの端部に比較的近い。即ち、第２部分２２では、ウェハホルダ２０とウェハＷの端部との距離が小さくなる。これにより、ウェハホルダ２０からの熱がウェハＷへ伝達し易くなり（熱抵抗が低くなり）、第２部分２２に対向するウェハＷの端部の温度は、比較的高くなる。
このように、本実施形態によれば、搭載領域Ｒの端部おいて、ウェハＷとウェハホルダ２０の表面（Ｆ２１またはＦ２２）との距離を変化させることによって、ウェハホルダ２０の第１および第２部分２１、２２からの熱伝導度（熱コンダクタンス）を調節し、その結果、ウェハＷにおける温度分布のばらつきを抑制することができる。尚、第１部分２１の溝部ＴＲの深さ、幅および長さは、特定しないが、ウェハＷの温度分布のばらつきの状況によって適切に設定すればよい。
図５は、第１および第２部分２１、２２の位置をより詳細に示す平面図である。図５において、第１部分２１は、参照符号２１＿１〜２１＿４で示している。それ以外の搭載領域Ｒの端部は第２部分２２である。尚、図５は、ウェハＷを搭載していないウェハホルダ２０の平面図を示している。また、便宜的に、図５では、ウェハ支持部２６の図示を省略している。
上述のように、成膜処理中において、第１部分２１に対応（対向）するウェハＷの端部の温度が比較的低くなり、第２部分２２に対応（対向）するウェハＷの端部の温度が比較的高くなる。本実施形態では、この特性を利用して、ウェハＷの端部の温度分布のばらつきを抑制するように第１および第２部分２１、２２の位置を設定する。
（遠心力を考慮した第１部分２１の位置）
成膜処理中において、ウェハホルダ２０は、その中心部Ｃ２０を軸として矢印Ａ１またはＡ２方向に回転する。このとき、ウェハＷには遠心力が印加され、ウェハＷは、搭載領域Ｒの範囲内において、ウェハホルダ２０の中心部Ｃ２０から放射方向へ移動する。従って、ウェハＷは、搭載領域Ｒのうち、ウェハホルダ２０の中心部Ｃ２０から最も離れた段差ＳＴに接触する。この場合、段差ＳＴに接触するウェハＷの端部において温度が高くなると考えられるので、第１部分２１＿１は、搭載領域Ｒのうちウェハホルダの中心部から最も離れた部分に設けられる。これにより、第１部分２１＿１と第２部分２２とのウェハＷの温度差を低減し、ウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制することができる。
（隣接する搭載領域Ｒを考慮した第１部分２１の位置）
搭載領域ＲはウェハＷの平面形状に適合するように略円形を有する。このため、ウェハホルダ２０が複数の搭載領域Ｒを有する場合、隣接する複数の搭載領域Ｒ同士が、最も接近している部分がある。成膜処理中において、熱は、ウェハホルダ２０のうちウェハＷによって被覆されている搭載領域Ｒにおいて滞留し易く、ウェハＷの無い領域（即ち、搭載領域Ｒ以外の領域）において発散し易い。従って、隣接する搭載領域Ｒ同士が最も接近した部分において、ウェハＷの温度が比較的高くなると考えられる。
そこで、本実施形態では、図５に示すようにウェハホルダ２０が第１〜第３搭載領域Ｒ１〜Ｒ３を有する場合、第１部分２１＿２は、第１〜第３搭載領域Ｒ１〜Ｒ３の互いに隣接する部分に設けられる。即ち、第１搭載領域Ｒ１の第１部分２１＿２は、該第１搭載領域Ｒ１のうち第２搭載領域Ｒ２および第３搭載領域Ｒ３に最も近い部分に設けられている。同様に、第２搭載領域Ｒ２の第１部分２１＿２は、該第２搭載領域Ｒ２のうち第１搭載領域Ｒ１および第３搭載領域Ｒ３に最も近い部分に設けられている。さらに同様に、第３搭載領域Ｒ３の第１部分２１＿２は、該第３搭載領域Ｒ３のうち第１搭載領域Ｒ１および第２搭載領域Ｒ２に最も近い部分に設けられている。これにより、第１部分２１＿２と第２部分２２とのウェハＷの温度差を低減し、ウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制することができる。
（ウェハホルダ２０の回転速度の加減速を考慮した第１部分２１の位置）
ウェハホルダ２０は、成膜処理中において回転速度を変更する場合がある。例えば、複数の材料膜を連続して成膜する場合、第１材料膜を成膜した後、第２材料膜を成膜する際に、駆動部３０は、ウェハホルダ２０の回転速度を変更する場合がある。このような場合、搭載領域Ｒに載置されたウェハＷには加速度が印加され、ウェハＷは、搭載領域Ｒの範囲内において、ウェハホルダ２０の中心部Ｃ２０を軸とした回転方向Ａ１またはＡ２へ移動する。即ち、ウェハＷは、ウェハホルダ２０の中心部Ｃ２０を中心として搭載領域Ｒの中心部ＣＲを通る円ＣＬと交差する各搭載領域Ｒの２つの端部にある段差ＳＴに接触する。段差ＳＴに接触するウェハＷの端部では、温度が高くなると考えられるので、第１部分２１＿３、２１＿４は、円ＣＬと交差する搭載領域Ｒの２つの端部にそれぞれ設けられている。これにより、第１部分２１＿１と第２部分２２とのウェハＷの温度差を低減し、ウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制することができる。
尚、第１部分２１＿３、２１＿４は、いずれか一方を搭載領域Ｒに設けてもよい。例えば、ウェハホルダ２０をＡ１方向に加速するときにウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制したい場合、第１部分２１＿３を設けて、第１部分２１＿４を省略してもよい。これにより、ウェハホルダ２０をＡ１方向に加速するときに、ウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制することができる。逆に、ウェハホルダ２０をＡ２方向に加速するときにウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制したい場合、第１部分２１＿４を設けて、第１部分２１＿３は省略してもよい。これにより、ウェハホルダ２０をＡ２方向に加速するときに、ウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制することができる。
さらに、第１部分２１は、ウェハ支持部２６に対応して設けられていてもよい。例えば、図６は、第１部分２１＿５がウェハ支持部２６に対応した搭載領域Ｒを示す平面図である。図６において、第１部分２１は、搭載領域Ｒの端部のうち２１＿５で示された部分である。それ以外の搭載領域Ｒの端部は第２部分２２である。尚、図６は、ウェハＷを搭載していない搭載領域Ｒの平面図を示している。
図３を参照して説明したように、ウェハＷの温度は、ウェハホルダ２０と接触している部分において高くなる。従って、ウェハ支持部２６に接触するウェハＷの端部の温度が高くなりやすいと考えられる。従って、第１部分２１＿５は、搭載領域Ｒの端部うちウェハ支持部２６が設けられた部分に設けられてもよい。これにより、第１部分２１＿１と第２部分２２とのウェハＷの温度差を低減し、ウェハＷの端部における温度分布のばらつきを抑制することができる。
上記第１部分２１＿１〜２１＿５は、その全てをウェハホルダ２０に設けてもよい。しかし、第１部分２１＿１〜２１＿５のいずれか１つ以上をウェハホルダ２０に設けてもよい。ただし、搭載領域Ｒの端部全体に第１部分２１を設けてしまうと、搭載領域Ｒの端部における温度分布のばらつきを抑制できないので、第１部分２１は、搭載領域Ｒの端部の一部に局所的に設けられ、第２部分２２は、搭載領域Ｒの端部の残りの他の部に設けられる。複数の第１部分２１＿１〜２１＿５の深さ（Ｔ１）は、同じ深さであってもよいが、それぞれ異なる深さであってもよい。複数の第２部分２２の深さ（Ｔ４）も、同じ深さであってもよいが、それぞれ異なる深さであってもよい。
また、搭載領域Ｒの端部において、第１部分２１と第２部分２２との境界部は、段差になっていてもよく、滑らかに傾斜していてもよい。例えば、図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、第１部分２１と第２部分２２との境界部を示すウェハホルダ２０の断面図である。図７（Ａ）は、第１部分２１と第２部分２２との境界部が段差になっている。この場合、第１部分２１と第２部分２２との境界部が明確であるが、
熱伝達特性がこの境界部で大きく変化してしまう。
一方、図７（Ｂ）は、第１部分２１と第２部分２２との境界部が滑らかに傾斜している。即ち、第１部分２１と第２部分２２との境界部は、第１部分２１の表面Ｆ２１、第２部分２２の表面Ｆ２２あるいは第１面Ｆ１（図３参照）に対して傾斜している。これにより、第１部分２１および第２部分２２は、滑らかに接続されており熱伝達特性の変化も緩やかになる。従って、境界部が傾斜していることによって、さらにウェハＷの温度分布のばらつきの抑制に繋がる。以上のように、本実施形態によるウェハホルダ２０は、第１部分２１と、第２の部分２２とを有する。搭載領域Ｒの端部において、第１部分２１には、比較的深い溝部ＴＲが設けられている。第２の部分２２には、溝部ＴＲが設けられていないあるいは比較的浅い溝部が設けられている。また、搭載領域Ｒの端部において第１および第２部分２１、２２の位置を適切に設定する。これにより、ウェハホルダ２０からの熱伝導度（熱コンダクタンス）を調節し、ウェハ処理時におけるウェハＷの温度分布のばらつきを抑制することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
１・・・成膜装置、１０・・・反応チャンバ、２０・・・ウェハホルダ、２１・・・第１部分、２２・・・第２部分、２６・・・ウェハ支持部、３０・・・駆動部、４０・・・ヒータ、５０・・・ガス供給部、６０・・・放射温度計、７０・・・排気口、Ｗ・・・ウェハ、Ｒ・・・搭載領域、ＳＴ・・・段差、ＴＲ・・・溝部

Claims (8)

  1. ウェハの搭載領域の端部に設けられたウェハ支持部と、
    前記ウェハ支持部よりも前記搭載領域の中心部側に設けられた第１部分であって、前記搭載領域の外側の前記ウェハホルダの表面を基準として、該第１部分の第１深さが、前記ウェハ支持部の第２深さ、および、前記第１部分よりも前記搭載領域の中心部側にある第３部分の第３深さよりも深い第１部分と、
    前記ウェハ支持部よりも前記搭載領域の中心部側に設けられた第２部分であって、前記搭載領域の外側の前記ウェハホルダの表面を基準として、該第２部分の第４深さが前記第２および第３深さよりも浅く、かつ、前記第１深さよりも浅い第２部分とを備えたウェハホルダ。
  2. 前記第１部分は、前記搭載領域のうち、前記ウェハホルダの中心部から最も離れた部分に設けられている、請求項１に記載のウェハホルダ。
  3. 前記ウェハの搭載領域は、第１搭載領域および該第１搭載領域に隣接する第２搭載領域を含み、
    前記第１搭載領域の前記第１部分は、前記第２搭載領域に最も近い部分に設けられており、
    前記第２搭載領域の前記第１部分は、前記第１搭載領域に最も近い部分に設けられている、請求項１または請求項２に記載のウェハホルダ。
  4. 前記第１部分は、前記ウェハホルダの中心を中心として前記搭載領域の中心を通る円と交差する前記搭載領域の２つの端部の少なくとも一方に設けられている、請求項１または請求項２に記載のウェハホルダ。
  5. 前記第１搭載領域の前記第１部分は、前記ウェハホルダの中心を中心として前記第１搭載領域の中心を通る円と交差する前記第１搭載領域の２つの端部の少なくとも一方に設けられ、
    前記第２搭載領域の前記第１部分は、前記ウェハホルダの中心を中心として前記第２搭載領域の中心を通る円と交差する前記第２搭載領域の２つの端部の少なくとも一方に設けられている、請求項３に記載のウェハホルダ。
  6. 前記第１部分は、前記ウェハ支持部が設けられた前記搭載領域の端部に設けられている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のウェハホルダ。
  7. 前記第１部分と前記第２部分との境界部は、前記第１部分の表面、前記第２部分の表面あるいは前記ウェハを搭載可能な第１面に対して傾斜している、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のウェハホルダ。
  8. ウェハを処理するチャンバと、
    前記ウェハを搭載可能なウェハホルダと、
    前記ウェハホルダを回転させる駆動部と、
    前記ウェハホルダの下方に設けられたヒータと、
    前記ウェハの処理に用いるガスを前記チャンバ内へ供給するガス供給部とを備え、
    前記ウェハホルダは、
    前記ウェハの搭載領域の端部に設けられたウェハ支持部と、
    前記ウェハ支持部よりも前記搭載領域の中心部側に設けられた第１部分であって、前記搭載領域の外側の前記ウェハホルダの表面を基準として、該第１部分の第１深さが、前記ウェハ支持部の第２深さ、および、前記第１部分よりも前記搭載領域の中心部側にある第３部分の第３深さよりも深い第１部分と、
    前記ウェハ支持部よりも前記搭載領域の中心部側に設けられた第２部分であって、前記搭載領域の外側の前記ウェハホルダの表面を基準として、該第２部分の第４深さが前記第２および第３深さよりも浅く、かつ、前記第１深さよりも浅い第２部分とを備えた、半導体製造装置。
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