JP2017199745A - サセプタ - Google Patents

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Abstract

【課題】高い耐腐食性を維持しつつ、ウェハに対する処理時における、ウェハの均熱性をより一層向上させるサセプタを提供する。【解決手段】サセプタ１００は、表面を被覆する炭化ケイ素（ＳｉＣ）被膜１１と、上面１２に設けられた凹状のウェハ載置部１３とを備えた板状の基体１０を有する。ウェハが載置されるウェハ載置部１３は、基体１０の上面１２に形成された凹部１４を覆うＳｉＣ被膜１１と、凹部１４の底面１４ａを覆うＳｉＣ被膜１１の上に配置された板状の載置面部材１５とを備えている。載置面部材１５は炭化ケイ素により形成される。載置面部材１５の厚さＤ１は、凹部１４の深さＤ２よりも小さいものとする。【選択図】図２

Description

本発明は、均熱性を向上させるサセプタに関する。
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(有機金属気相成長法(ＭＯＣＶＤ)による成膜工程等)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。
サセプタの上面には、ウェハを保持する凹部であるウェハ載置部が設けられており、ウェハ載置部の底面がウェハ載置面となる。このサセプタには、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）。
全体が高純度のＳｉＣで構成されるサセプタは、耐腐食性に優れるが、加工が難しく、また、素材価格が高いのでコスト高となる。このため、従来のサセプタとしては、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）を施して耐腐食性を高めた、単体構造(一体型構造)のものを用いることが多い。
特開２０００−３３２０９６号公報 特開２０１０−２３９０２０号公報
ウェハ表面への成膜処理時には、ウェハはサセプタのウェハ載置面を介して加熱される。例えば、ＧａＮ等のエピタキシャル成膜(エピ成膜)処理を行うプロセスでは、低温加熱（例えば６００〜８００℃）と高温加熱（例えば１０００〜１３００℃）との２段階の結晶成長工程がある。
均一な膜厚の良質な薄膜を得るためには、成膜処理時のウェハ表面における温度の均一性が重要である。このウェハ表面における温度分布には、成膜処理時のプロセス、条件が影響を与えるが、サセプタのウェハ載置面の精度、形状も影響を与える。
ここで、サセプタとなるグラファイト基材の表面へのＣＶＤ−ＳｉＣコート時には、ＣＶＤ処理の精度のバラツキやグラファイト基材表面の精度のバラツキにより、ＳｉＣ被膜に微少な凹凸が発生する場合がある。ウェハ載置面もこのＳｉＣ被膜により被覆されるので、ウェハ載置面にも微少な凹凸が発生する場合がある。
しかし、ＳｉＣ被膜は加工性が悪いため、ＣＶＤ−ＳｉＣコートグラファイト製のサセプタは、ＣＶＤコート後には表面の精度を上げる仕上げ加工ができず、ＳｉＣ被膜に発生した微少な凹凸を除去できない。このため、微小な凹凸であっても、凹凸のサイズや発生状態によっては、ウェハ載置面とウェハとの間に隙間が生じたり、ウェハ載置面にウェハ自体を平坦に置けない状況が生じたりする場合があり、ウェハへの成膜処理等の加熱処理時にウェハの均熱性が低下することがあった。
そこで、本発明は、高い耐腐食性を維持しつつ、ウェハに対する加熱処理時における、ウェハの均熱性をより一層向上させることのできる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、表面を被覆する炭化ケイ素被膜と、ウェハが載置される凹状のウェハ載置部とを備えた板状の基体を有するサセプタである。そして、前記ウェハ載置部は、前記基体の上面に設けられた凹部を覆う前記炭化ケイ素被膜と、前記凹部の底面を覆う前記炭化ケイ素被膜の上に配置された、厚さが前記凹部の深さよりも小さい、炭化ケイ素により形成された板状の載置面部材とを備える、ことを特徴とする。
(２) 上記(１)に記載のサセプタであって、前記載置面部材は、上面に凹面部を有す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、前記載置面部材は、上面に凸面部を有することを特徴とする。
本発明によれば、高い耐腐食性を維持しつつ、ウェハに対する加熱処理時における、ウェハの均熱性をより一層向上させるサセプタを提供することができる。
図１は、一実施形態に係るサセプタを示す図である。 図２は、一実施形態に係るサセプタの断面図である。 図３は、一実施形態に係るサセプタの第１変更例を示す断面図である。 図４は、一実施形態に係るサセプタの第２変更例を示す断面図である。
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。
一実施形態に係るサセプタについて、図１、図２と共に説明する。図１は、一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１及び図２に示すように、サセプタ１００は、表面を被覆する炭化ケイ素（ＳｉＣ）被膜１１と、上面１２に設けられた凹状のウェハ載置部１３とを備えた基体１０を有する。ＳｉＣ被膜１１により、基体１０の耐腐食性を高めている。基体１０は、例えば、ＣＶＤ−ＳｉＣコートグラファイトにより形成される。
ウェハが載置されるウェハ載置部１３は、基体１０の上面１２に形成された凹部１４を覆うＳｉＣ被膜１１と、凹部１４の底面１４ａを覆うＳｉＣ被膜１１の上に配置された板状の載置面部材１５とを備えている。載置面部材１５の上面は、ウェハが載置されるウェハ載置面１５ａとなる。載置面部材１５の厚さＤ１は、凹部１４の深さＤ２よりも小さいものとする。Ｄ１＜Ｄ２であるので、ウェハ載置部１３は凹形状を維持でき、ウェハを確実に保持できる。
基体１０は、板状の形状であり、上面１２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。また、ウェハ載置部１３は平面視において円形形状を有し、載置面部材１５も平面視において円形形状となる。
なお、図示しないが、ウェハ処理時の加熱源（ヒータ）は、基体１０の上面１２側に配置されてもよし、下面１６側に配置されてもよい。
載置面部材１５は、ＳｉＣ基材により形成される。ＳｉＣ基材を用いることにより、高い耐腐食性、高熱伝導率を有し、ウェハへの成膜処理における高温時においても形状安定性に優れたものとすることができ。このＳｉＣ基材の熱伝導率としては、２００J/g・K(RT)以上が好ましく、また、ＳｉＣ基材の純度に関しては、Ｂ（ボロン）が０．０５ppm以下のＳｉＣが好ましい。また、ウェハ載置面１５ａとなる載置面部材１５の上面は、高い平面精度を有するものとする。少なくとも、底面１４ａを覆うＳｉＣ被膜１１の平面精度より高い精度を有するものとする。
本実施形態のサセプタ１００は、このように、上面をウェハ載置面１５ａとする載置面部材１５を基体１０とは別部材として設けている。さらに、載置面部材１５をＳｉＣ基材により形成して、高い耐腐食性、高熱伝導率を有すると共に高温時における形状安定性に優れ、均熱性にも優れた載置面部材としている。
よって、本実施形態のサセプタ１００は、基体１０表面全体の耐腐食性向上のために備えるＳｉＣ被膜に微少な凹凸が発生していても、載置面部材１５の上面であるウェハ載置面１５ａは、その凹凸の影響を受けることなく、高い平面精度を保てる。また、載置面部材１５自体も均熱性に優れたものとして形成されている。従って、本実施形態のサセプタ１００は、表面全体として高い耐腐食性を維持しつつ、ウェハに対する成膜処理等の加熱処理時における、ウェハの均熱性をより一層向上させることができる。
次に、本実施形態に係るサセプタ１００の変更例にいて、図３、図４と共に説明する。図３は、第１変更例を示す模式的な断面図、図４は、第２変更例を示す模式的な断面図である。この第１、第２変更例はウェハ載置面２５ａ、３５ａの形状を、図２に示すサセプタ１００のウェハ載置面１５ａから変更したものである。
ウェハに対するエピ成膜処理等の成膜処理において、成膜の種類によっては、成膜される薄膜とウェハとの熱膨張率の差により、高温加熱時にウェハが凹または凸に反り変形する場合がある。その変形時に、ウェハ載置面とウェハとの間に隙間が発生すると、ウェハへの熱伝達が均一に行われない場合があり、薄膜の膜厚にバラつきが発生することがある。
そこで、ウェハ載置面(載置面部材の上面)を、ウェハの変形形状に合わせた形状を有する面とすることにより、ウェハ変形時においても、ウェハ載置面とウェハとの間に隙間が発生しにくくなり、ウェハへの熱伝達をより一層に均一に行うことができる。例えば、サファイヤウェハにＧａＮ成膜を行う場合、成膜中、ウェハは凹形状になる。そのウェハの変形形状に合わせ、ウェハ載置面を凹面部を有する形状、例えば凹球面形状にするとよい。また、成膜中にウェハが凸形状に変形する場合には、ウェハ載置面を凸面部を有する形状、例えば凸球面形状にするとよい。
図３に示す第１変更例は、載置面部材２５の上面であるウェハ載置面２５ａを、凹球面形状にしたものである。図４に示す第２変更例は、載置面部材３５の上面であるウェハ載置面３５ａを、凸球面形状にしたものである。なお、この第１、第２変更例はウェハ載置面２５ａ、３５ａの形状以外は、図１、２に示すサセプタ１００と同様である。
このように、第１、第２変更例は、成膜処理等の加熱処理におけるウェハの変形形状に合わせた形状を有するウェハ載置面とすることにより、ウェハに対する成膜処理等の加熱処理時における、ウェハの均熱性をさらに一層向上させることができる。
また、本実施形態のサセプタ１００は、載置面部材を交換することにより、ウェハに対する加熱処理時のウェハの様々な変形形状に、ウェハ載置面形状を追従させることが可能となる。
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 基体
１１ 炭化ケイ素（ＳｉＣ）被膜
１２ 上面
１３ ウェハ載置部
１４ 凹部
１４ａ 底面
１５、２５、３５ 載置面部材
１５ａ、２５ａ、３５ａ ウェハ載置面
１６ 下面
１００ サセプタ

Claims (3)

  1. 表面を被覆する炭化ケイ素被膜と、ウェハが載置される凹状のウェハ載置部とを備えた板状の基体を有するサセプタであって、
    前記ウェハ載置部は、
    前記基体の上面に設けられた凹部を覆う前記炭化ケイ素被膜と、
    前記凹部の底面を覆う前記炭化ケイ素被膜の上に配置された、厚さが前記凹部の深さよりも小さい、炭化ケイ素により形成された板状の載置面部材とを備える、
    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、
    前記載置面部材は、上面に凹面部を有する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、
    前記載置面部材は、上面に凸面部を有することを特徴とするサセプタ。
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