JP2017152432A

JP2017152432A - サセプタ

Info

Publication number: JP2017152432A
Application number: JP2016031109A
Authority: JP
Inventors: 正大西; Tadashi Onishi
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-08-31

Abstract

【課題】ウェハに対する処理時における、より一層精度の高い温度制御を可能とすると共に、耐久性に優れたサセプタを提供する。【解決手段】第１部材１０は、ウェハが載置されるウェハ載置部１０ａを上面１０ｂに有する。第２部材２０は、第１部材１０の外周側に全周にわたって配置され、第１部材１０を支持する。第２部材２０は、第１部材１０の下面１０ｃの外周部１０ｅに接する支持部２０ａと、第１部材１０の側面１０ｄと所定間隔を有して対向する対向面２０ｂとを有する。外周部１０ｅは、第１部材１０の平面視において、ウェハ載置部１０ａを設ける許容領域１０ｆよりも外側の領域である。第１部材１０は、炭化ケイ素によって形成される。第２部材２０は、炭化ケイ素よりも熱伝導率の低い材料により形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、２分割構造を用いたサセプタに関する。

従来、半導体を製造する工程等において、ウェハの表面にＧａＮ等の薄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）。

従来のサセプタとしては、単体構造(一体型構造)のものが多く、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）を施して、耐腐食性を高めたサセプタとして用いることが多い。

特開２０００−３３２０９６号公報特開２０１０−２３９０２０号公報

従来のＣＶＤ−ＳｉＣコートグラファイト製のサセプタは、単体構造(一体型構造)で強度を得るために、ある程度厚みを厚くする(肉厚な形状とする)ようにしている。このため、従来のサセプタは、熱容量が大きくなる傾向にあった。熱容量が大きいと、ウェハ表面に薄膜を生成する等のウェハ処理に用いる熱源に対する熱応答性の改善が難しく、ウェハ処理時の温度制御における熱のプロセス追従性の改善が難しかった。よって、ウェハ処理時における、より精度の高い温度制御を実現することが難しかった。

また、ＣＶＤ−ＳｉＣコートグラファイト製のサセプタは、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り、サセプタの耐久性の改善が望まれていた。

そこで、本発明は、ウェハに対する処理時における、より一層精度の高い温度制御を可能とすると共に、耐久性に優れたサセプタを提供することを目的とする。

(１) 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部を上面に有する板状の第１部材と、前記第１部材の下面の外周部に接する支持部と、前記第１部材の側面と所定間隔を有して対向する対向面とを有し、前記第１部材の外周側に全周にわたって配置される第２部材とを備え、前記支持部の接する前記外周部は、前記第１部材の平面視において、前記ウェハ載置部における前記第１部材の外周に最も近い位置よりも外側に位置し、前記第１部材は炭化ケイ素により形成され、前記第２部材は炭化ケイ素よりも熱伝導率の低い材料により形成されていることを特徴とする。
(２) 上記(１)に記載のサセプタであって、前記支持部は、前記第１部材の外周に沿った方向にわたって連続して設けられていることを特徴とする。
(３) 上記(１)に記載のサセプタであって、前記支持部は、前記第１部材の外周に沿った方向にわたって断続して設けられていることを特徴とする。
(４) 上記(１)〜(３)のいずれかに記載のサセプタであって、前記支持部は、前記第１部材の下面に対して垂直な方向に沿って設けた凸状部であることを特徴とする。

本発明によれば、ウェハに対する処理時における、より一層精度の高い温度制御を可能とすると共に、耐久性に優れたサセプタを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るサセプタを示す図である。図２は、第１実施形態に係るサセプタの断面図である。図３は、第１実施形態に係るサセプタの第２部材単体の上面図である。図４は、第１実施形態に係るサセプタの第２部材の変更例を示す図である。図５は、第２実施形態に係るサセプタの部分的な断面図である。図６は、第２実施形態に係るサセプタの支持部の変更例を示す図である。

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。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態に係るサセプタについて、図１〜図３と共に説明する。図１は、第１実施形態に係るサセプタ１００の上面を示す図である。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３は、サセプタ１００の有する第２部材単体の上面図である。

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、ウェハが載置されるウェハ載置部１０ａを上面１０ｂに有する。ウェハ載置部１０ａは上面１０ｂにおいて凹部を形成しており、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、上面１０ｂと平行な投影面において（すなわち平面視で）円形形状を有する。第１部材１０は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）によって形成される。なお、図示しないが、ウェハ処理時の加熱源（ヒータ）は、上面１０ｂ側に配置されてもよし、下面１０ｃ側に配置されてもよい。

第２部材２０は、第１部材１０の外周側に全周にわたって配置され、第１部材１０を支持する。第２部材２０は、段面が略Ｌ字型であり、第１部材１０に接する支持部２０ａを中段面２０ｃの内周側に備えている。この支持部２０ａは、第１部材１０の下面１０ｃの外周部１０ｅのみに接して、第１部材１０を支持している。

支持部２０ａに接する外周部１０ｅは、第１部材１０の平面視において(上面１０ｂと平行な投影面において)、ウェハ載置部１０ａにおける第１部材１０の外周に最も近い位置よりも外側に位置するようにする。そのため、本実施形態では、外周部１０ｅは、第１部材１０の平面視において、ウェハ載置部１０ａを設けることの許容領域１０ｆ(図１に示す一点鎖線の内側の領域)よりも外側の位置するようにしている。

図３に示す二点鎖線は、第１部材１０の外周に相当するものであり、支持部２０ａは第１部材１０の外周に沿った方向にわたって連続して第２部材２０に設けられている。

また、第２部材２０は、第１部材１０の側面１０ｄと所定間隔を有して対向する対向面２０ｂを有している。

第２部材２０は、板状形状を有する。第２部材２０は、第１部材１０の上面１０ｂと平行な投影面において（すなわち平面視で）円形形状を有する。第２部材２０は、ＳｉＣよりも熱伝導率の低い材料により形成される。例えば、第２部材２０は、グラファイト、ＣＶＤ−ＳｉＣコートグラファイトにより形成される。なお、第２部材２０の外周は、平面視において、四角形等の形状でもよい。

上述したように、本実施形態のサセプタ１００は、第１部材１０を、従来の単体構造のサセプタに用いられていたグラファイトよりもヤング率が高く、材料強度が高いＳｉＣにより形成している。よって、ウェハ載置部１０ａを備えた第１部材１０の厚みを、従来の単体構造のサセプタよりも薄くでき、本実施形態のサセプタ１００は、熱容量を低減できる。

さらに、第２部材は、第１部材１０の外周部１０ｅにのみ接して第１部材１０を支持する。この外周部１０ｅは、ウェハ載置部１０ａを設ける許容領域１０ｆよりも外側の領域である。また、第２部材を第１部材１０よりも熱伝導率の低い材料により形成している。これにより、第２部材と第１部材との高い断熱性を実現でき、第２部材は第１部材と効果的に断熱を図ることができる。よって、第２部材の熱容量にほぼ相当する分も、ウェハに対する処理時のサセプタ全体の熱容量から削減できる。

第２部材２０は、第１部材１０の側面１０ｄと所定間隔を有して対向する対向面２０ｂを有しており、第２部材２０は第１部材１０の側面１０ｄを覆うことができる。これにより、側面方向からの不要な熱に対する断熱効果も得られる。

これらにより本実施形態は、熱容量の低減を図り、熱応答性の改善、ウェハ処理時の温度制御における熱のプロセス追従性の改善を可能とし、ウェハに対する処理時における、より一層精度の高い温度制御を実現できる。

また、本実施形態は、ウェハ載置部１０ａを備えた第１部材１０をＳｉＣにより形成しているので、第１部材１０に対する被膜等のコーティングが不要となり、耐久性にも優れたものとなる。

さらには、第２部材２０は、ウェハ載置部１０ａを設けることの許容領域１０ｆよりも外側に位置する外周部１０ｅにのみ接して第１部材１０を支持するので、ウェハ載置部１０ａの均熱性に悪影響を及ぼすことなく、本実施形態は熱応答性の改善を図れる。高い均熱性を維持しての熱応答性の改善は、温度制御の精度改善に貢献する。

また、第２部材２０の上面２０ｄを、第１部材の上面１０ｂと同一平面上となるようにしているので、ウェハ載置部１０ａに置かれたウェハへの処理時において、ウェハ表面へのガスの流れに悪影響を及ぼすことはない。

［変更例］
次に、第１実施形態の変更例について、変更例の第２部材を示す図４と共に説明する。この変更例は、支持部を断続して設けたことが第１実施形態と異なる。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。

第１実施形態では、図３に示すように、支持部２０ａを第１部材１０の外周に沿った方向にわたって連続して第２部材２０に設けている。これに対して変更例では、図４に示すように、支持部２１ａを第１部材１０の外周に沿った方向にわたって断続して第２部材２１に設けている。図４に示す二点鎖線は、図３と同様に第１部材１０の外周に相当するものである。

この変更例によれば、第２部材２１と第１部材１０との接触面積を第１実施形態よりも小さくでき、第２部材２１のより一層高い断熱性が得られ、サセプタ全体としての熱容量をより一層確実に低減できる。

［第２実施形態］
以下に、第２実施形態に係るサセプタについて説明する。この第２実施形態は、第２部材の支持部の形状が第１実施形態と異なるものである。図５に、第２実施形態の部分的な断面図を示す。第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、その部分の詳しい説明は省略する。

第２実施形態における第２部材２２は、第１部材１０の外周側に全周にわたって配置され、第１部材１０を支持する。第２部材２２は、第１部材１０に接する支持部２２ａを備えている。この支持部２２ａは、断面が略Ｌ字状の基体部２２ｃから第１部材１０の下面１０ｃ方向への凸状部である。即ち、支持部２２ａは、下面１０ｃに対して垂直な方向に沿って設けた凸状部である。支持部２２ａは、その先端部２２ｄにおいて、第１部材１０の下面１０ｃの外周部１０ｅに接している。即ち、第２部材２２と第１部材１０との接触部は、支持部２２ａの先端部２２ｄと、下面１０ｃの外周部１０ｅとの接触部のみである。

また、第２実施形態における第２部材２２は、第１部材１０の側面１０ｄと所定間隔を有して対向する対向面２２ｂを有している。

第２実施形態は、第２部材２２の支持部２２ａを、第１部材１０の下面１０ｃに対して垂直な方向に沿って設けた凸状部としたことにより、第１実施形態よりも、第２部材２２と第１部材１０との接触面積を小さくすることが可能となり、第２部材２２の第１部材１０に対するより高い断熱性を得ることが可能となる。よって、第２実施形態は、サセプタ全体としての熱容量のさらに確実な低減が可能となり、第１実施形態よりも、ウェハに対する処理時における、より一層精度の高い温度制御を実現可能とする。

第２実施形態において、支持部２２ａを、図３に示す第１実施形態のように、第１部材１０の外周に沿った方向にわたって連続して第２部材２２に設けてもよい。また、図４に示す第１実施形態の変更例のように、支持部２２ａを第１部材１０の外周に沿った方向にわたって断続して第２部材２２に設けてもよい。

［変更例］
次に、第２実施形態の変更例について、変更例の支持部の断面を示す図６と共に説明する。変更例は、支持部の先端部の形状が第２実施形態と異なる。以下においては、第２実施形態に対する相違点について説明する。

第２実施形態の支持部２２ａの先端部２２ｄは、図６(ａ)にも示すように平面形状である。図６(ｂ)に示す変更例は、支持部２２ｅの先端部２２ｆを凸状の曲面形状としたものである。図６(ｃ)に示す変更例は、支持部２２ｅの先端部２２ｆを中央部凹形状としたものである。図６(ｄ)に示す変更例は、支持部２２ｅの先端部２２ｆを突起形状としたものである。さらにまた、支持部２２ｅ自体をピン状突起部として、第２部材２２に設けてもよい。

これらの変更例は、第２実施形態よりも第２部材２２と第１部材１０との接触面積を小さくすることが可能となり、第２部材２２の第１部材１０に対する断熱をより一層確実に図ることが可能となる。よって、変更例は、サセプタ全体としての熱容量のさらに確実な低減が可能となり、第２実施形態よりも、ウェハに対する処理時における、より一層精度の高い温度制御を実現可能とする。

また、一枚の第２部材の中で、支持部として、第１実施形態の支持部２０ａ、第２実施形態２２ａ、各変更例の支持部２１ａ、２２ｅを組み合わせて用いてもよい。

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
１０ａウェハ載置部
１０ｂ上面
１０ｃ下面
１０ｄ側面
１０ｅ外周部
１０ｆウェハ載置部１０ａを設ける許容領域
２０、２１、２２第２部材
２０ａ、２１ａ、２２ａ、２２ｅ支持部
２０ｂ、２２ｂ対向面
２０ｃ中段面
２０ｄ上面
２２ｃ基体部
２２ｄ、２２ｆ先端部
１００サセプタ

Claims

ウェハが載置されるウェハ載置部を上面に有する板状の第１部材と、
前記第１部材の下面の外周部に接する支持部と、前記第１部材の側面と所定間隔を有して対向する対向面とを有し、前記第１部材の外周側に全周にわたって配置される第２部材とを備え、
前記支持部の接する前記外周部は、前記第１部材の平面視において、前記ウェハ載置部における前記第１部材の外周に最も近い位置よりも外側に位置し、
前記第１部材は炭化ケイ素により形成され、
前記第２部材は炭化ケイ素よりも熱伝導率の低い材料により形成されている、
ことを特徴とするサセプタ。
請求項１に記載のサセプタであって、
前記支持部は、前記第１部材の外周に沿った方向にわたって連続して設けられていることを特徴とするサセプタ。
請求項１に記載のサセプタであって、
前記支持部は、前記第１部材の外周に沿った方向にわたって断続して設けられていることを特徴とするサセプタ。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のサセプタであって、
前記支持部は、前記第１部材の下面に対して垂直な方向に沿って設けた凸状部であることを特徴とするサセプタ。