JP2019096639A - サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造方法 - Google Patents

サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ザグリを有したサセプタでのウェーハの偏心載置に起因する、ウェーハ外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを低減できるサセプタ及びエピタキシャルウェーハの製造方法を提供する。【解決手段】サセプタ３の上面３３には、ウェーハＷを載置するためのザグリ３１が形成される。ザグリ３１は、リング状のサセプタ上面３３の内周縁からサセプタ上面３３に直角に形成された側壁部３１０と、側壁部３１０の下端から径方向内側にいくにしたがって次第に下方に位置するよう傾斜状に形成されて、ウェーハＷの裏面の外周部が接触して支持される外周支持部３１１と、外周支持部３１１に囲まれておりウェーハＷと接触しない中央部３１２とを有する。外周支持部３１１の水平方向に対する傾斜角θは５°より大きく１０°より小さい。このサセプタ３にウェーハＷを載置して、ウェーハＷの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する際に該ウェーハを載置させるサセプタ及びそのサセプタを用いてエピタキシャルウェーハを製造する方法に関する。
気相成長法により、シリコン単結晶基板の表面上にエピタキシャル膜を形成したシリコンエピタキシャルウェーハは電子デバイスに広く使用されている。近年、電子デバイスの微細化によって、エピタキシャルウェーハのフラットネスレベルの改善が重要な課題となっている。
一般的に枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置を用いて、研磨後のウェーハ上にエピタキシャル膜を成膜する場合、サセプタと称される載置部にウェーハを載置し反応を行う。サセプタの上面は、縁部領域を有し、かつ縁部領域の内側に凹形状のザグリ（ポケットとも言う）を有している。ザグリはウェーハよりも若干大きい。このザグリにウェーハが収まる事により、サセプタを回転してもウェーハが特定位置に収まる事ができ、均質な反応が行われる。
ここで、ザグリに関し、特許文献１〜５には、ウェーハの外周部が接触して支持される外周支持部と、その外周支持部に囲まれておりウェーハと接触しない中央部とを有したザグリにおいて、外周支持部を傾斜させた例が開示されている。特許文献１では、ウェーハ裏面の外周側において局所的に著しいデポが発生するのを防止することを目的として、ザグリの外周支持部を０°より大きく１°未満の角度で傾斜させる構成を提案している。また、特許文献２では、ザグリに載置したときのウェーハの反りによってウェーハ外周部のエピタキシャル膜厚が小さくなってしまうのを防ぐために、ザグリの外周支持部を０°より大きく５°より小さい角度で傾斜させる構成を提案している。
また、特許文献３では、ウェーハを搬送する際にウェーハがサセプタ上を滑ることをなくし、サセプタ表面に従来のローレットによる異常な突起が発生しないようにすることを目的として、ザグリの外周支持部を１０°〜８０°の角度で傾斜させる構成を提案している。また、特許文献４では、ウェーハ裏面の外周部にエピタキシャル膜が形成されることを防止するとともに、ウェーハの裏面に接触傷の発生を防止することを目的として、ザグリの外周支持部を２．８６°〜０．４０°の角度で傾斜させる構成を提案している。また、特許文献５では、配向ノッチの領域内の過剰な層厚さ及び配向ノッチの領域内のウェーハ裏面の材料堆積を強く低減することを目的として、ザグリの外周支持部を３°以下の角度で傾斜させる構成を提案している。
国際公開第２００９／０８４１５４号 特開２００６−４１０２８号公報 特開平８−２７７１９３号公報 特開２０１０−１６１８３号公報 特開２０１７−８５０９４号公報
ところで、エピタキシャルウェーハのフラットネスレベルを悪化させる大きな要因の一つとして、ウェーハをサセプタに載置する際に発生する搬送ズレがある。搬送ズレにより、ザグリ内においてウェーハ中心がザグリ中心からずれた位置にウェーハが載置される偏心載置が発生する。この偏心載置が起きることで、ザグリとウェーハとの間の若干の隙間により、処理ガスの局所的な乱流が発生し、局所的にエピタキシャル膜の不均一が発生し、フラットネスレベルの悪化の要因となる。
ウェーハの偏心載置は特にウェーハの最外周部のエピタキシャル膜厚に影響を与えている。例えば偏心載置が発生し、ウェーハがサセプタ縁部領域に近づくと、近づいた領域のエピタキシャル膜は薄くなり、逆にサセプタ縁部領域から遠ざかると、遠ざかった領域のエピタキシャル膜は厚くなる。この現象がウェーハ全周で発生するため、偏心載置によりウェーハ外周部のエピタキシャル膜厚の不均一化が発生する。この不均一化の原因としてはウェーハとサセプタ縁部領域の距離に応じて外周部のエピタキシャル膜厚が変化することが考えられる。
一方で、ウェーハ外周部のエピタキシャル膜厚が変化するパラメータとして、サセプタのザグリ深さが挙げられる。ザグリ深さが深くなると、ウェーハ外周部のエピタキシャル膜は薄くなり、逆に浅くなると、エピタキシャル膜は厚くなることがわかっている。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ザグリを有したサセプタでのウェーハの偏心載置に起因して生ずる、ウェーハ外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを低減できるサセプタ及びエピタキシャルウェーハの製造方法を提供することを課題とする。
上記課題を解決するため、本発明は、ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する際に前記ウェーハを載置させるサセプタであって、
前記サセプタの上面に前記ウェーハを載置するための凹形状のザグリが形成されており、
前記ザグリは、前記ウェーハの外周部が接触して支持される外周支持部と、前記外周支持部の内側に位置して前記ウェーハと接触しない中央部とを有しており、
前記外周支持部は、前記中央部に向けて水平方向に対して５°より大きく１０°より小さい角度で下がるように傾斜していることを特徴とする。
本発明では、ザグリの外周支持部の傾斜角度を５°より大きく１０°より小さい角度としている。これにより、ウェーハ偏心載置に起因して生ずるウェーハ外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを低減できる。
本発明において前記ザグリは、前記サセプタの上面と前記外周支持部の外周縁との間に段差を形成する側壁部を有する。このように側壁部を有したザグリにウェーハを載置することで、ウェーハ表面とサセプタ上面との高さの違いを小さくでき、この高さの違いに伴う処理ガスの乱流を抑制できる。
また、前記外周支持部は前記サセプタの周方向における全周に設けられたとしてもよいし、周方向における一部に設けられたとしてもよい。外周支持部が全周に設けられる場合には、ウェーハの全周を支持できる。他方、外周支持部が一部に設けられる場合には、ウェーハとサセプタとの接触部を少なくでき、接触による発塵やウェーハに傷が発生するのを抑制できる。
本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、上記本発明のサセプタにウェーハを載置して、そのウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させることを特徴とする。これによれば、偏心載置に起因して生ずるウェーハ外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを低減したエピタキシャルウェーハを得ることができる。
枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置の概略構成図である。 図１のＡ部の拡大図である。 第２実施形態におけるサセプタを上から見た図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線での断面図である。 図３のＶ−Ｖ線での断面図である。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を説明する。先ず、図１を参照してエピタキシャルウェーハ製造装置を説明する。図１の枚葉式のエピタキシャルウェーハ製造装置１は、１枚のシリコン単結晶基板Ｗ（以下ウェーハＷという）に対してその表面上にシリコン単結晶膜を気相成長させる装置である。
エピタキシャルウェーハ製造装置１は、透明石英部材等から構成されたチャンバー２を備える。チャンバー２内には、エピタキシャル成長させるウェーハＷを載置するためのサセプタ３が配置されている。サセプタ３は例えばＳｉＣ製であったり、黒鉛基材にＳｉＣコートが施されたものであったりする。サセプタ３は円盤状に形成されて、上面及び下面が水平となるように配置される。
サセプタ３の上面には凹形状のザグリ３１が形成されており、このザグリ３１の内部にウェーハＷが載置される。ザグリ３１は、上から見ると円形の外周線を有している。その外周線の直径はウェーハＷの直径より若干大きい値に設定されている。また、ザグリ３１の径方向中心とサセプタ３の径方向中心とは一致している。サセプタ３の上面３３は、円形のザグリ３１によってリング状の縁部領域を構成している。
ザグリ３１についてさらに詳しく説明する。図２に示すように、ザグリ３１は、リング状のサセプタ上面３３（サセプタ縁部領域）の内周縁からサセプタ上面３３に直角に形成された側壁部３１０と、その側壁部３１０の下端から径方向内側にいくにしたがって次第に下方に位置するよう傾斜状に形成されて、ウェーハＷの裏面の外周部が接触して支持される外周支持部３１１と、その外周支持部３１１に囲まれておりウェーハＷと接触しない中央部３１２とを有する。さらに、ザグリ３１は、外周支持部３１１の内周縁と中央部３１２の外周縁との間に段差部３１３を有する。
サセプタ上面３３に対する側壁部３１０の深さＸ（側壁部３１０の上端と下端との間の寸法）は、例えば、ウェーハＷがザグリ３１の中心位置（ウェーハＷの径方向中心とザグリ３１の径方向中心とが一致した載置位置であり、偏心載置に該当しない載置位置）に載置されたときに、ウェーハＷの表面とサセプタ上面３３とが同等の高さ位置となるように設定される。なお、深さＸは、ウェーハＷがザグリ３１の中心位置に載置されたときに、ウェーハＷの表面がサセプタ上面３３よりも下方に位置するように設定されたとしてもよいし、反対にサセプタ上面３３よりも上方に位置するように設定されたとしてもよい。図２では、深さＸがウェーハＷの厚さよりも小さい例を示している。
外周支持部３１１は、中央部３１２に向けて水平方向（サセプタ上面３３に平行な方向であり、側壁部３１０に直角な方向）に対して５°より大きく１０°より小さい角度θで下がるように傾斜している。サセプタ３の底面とサセプタ３の回転軸線Ｌ（図１参照）との交点をサセプタ中心とし、そのサセプタ中心を通りサセプタ上面３３に直角な平面でサセプタ３を切ったときの断面（つまり図２の断面）で見て、外周支持部３１１は、側壁部３１０の下端から中央部３１２に向かって直線状に延びている。言い換えると、外周支持部３１１は、径方向におけるどの位置でも傾斜角θが一定となるように設けられる。
また、外周支持部３１１の水平方向における寸法Ｚ（図２参照）は、ウェーハＷの外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを低減する効果を得る観点では特に限定はないが、サセプタ３の厚さの構造上、ウェーハＷの直径が３００ｍｍである場合において５ｍｍ以下とするのが好ましい。寸法Ｚが５ｍｍを超えると、中央部３１２の厚さが小さくなってサセプタ３の強度不足の懸念が生ずるとともに、その懸念を解消するために中央部３１２の厚さを大きくすると、サセプタ３全体としての寸法が大きくなってしまう。また、外周支持部３１１は、ザグリ３１の周方向（回転軸線Ｌの回りの方向）における全周に亘って設けられている。周方向における位置によって外周支持部３１１の傾斜角θが変化しないようになっており、つまり周方向におけるどの位置でも傾斜角θが一定となっている。
中央部３１２は水平面（サセプタ３の回転軸線Ｌに直角な平面）を形成するように設けられる。なお、中央部３１２は凹曲面状など水平面に対して傾斜状に設けられてもよい。サセプタ上面３３に対する中央部３１２の深さＹ（図２参照）は、ウェーハＷの外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを低減する効果を得る観点では特に限定はないが、サセプタ３の厚さの構造上、ウェーハＷの直径が３００ｍｍである場合において０．８ｍｍ〜１．８ｍｍとするのが好ましい。
また、中央部３１２には、サセプタ３の裏面まで貫通した複数の貫通孔３２（図１参照）が形成されている。これら貫通孔３２は、例えばウェーハＷをザグリ３１に出し入れする際にウェーハＷをサセプタ３の上方に持ち上げるためのリフトピン８（図１参照）が挿入される孔であったり、他の用途（例えばエピタキシャルウェーハの裏面にハローと呼ばれるクモリ、面荒れが発生するのを抑制するための孔）であったりする。なお、貫通孔３２が形成されない型式のサセプタ３であってもよい。
段差部３１３（図２参照）は、サセプタ上面３３に対して直角に設けられており、所定の深さＹが得られるように、その段差量が定められている。なお、段差部３１３は設けられていないとしてもよい。
図１の説明に戻り、サセプタ３の裏面はサポートシャフト１５により支持されている。サポートシャフト１５はその軸線Ｌがサセプタ３の中心と一致するように設けられる。サポートシャフト１５には、サポートシャフト１５を介してサセプタ３を軸線Ｌ回りに回転させる駆動部１３が接続されている。
チャンバー２の上下には、エピタキシャル成長時にウェーハＷをエピタキシャル反応温度（例えば９００〜１２００℃）に加熱するランプ４１、４２が配置されている。これら上側ランプ４１、下側ランプ４２のパワーは個別に制御可能となっている。つまり、上側ランプ４１と下側ランプ４２とのパワー比は変更可能となっている。
チャンバー２の水平方向における一端側には、ガス供給口５０が設けられ、そのガス供給口５０が設けられた側と反対側にはガス排出口３６が設けられている。ガス供給口５０からは、シリコン単結晶薄膜（シリコンエピタキシャル膜）の原料となるシリコンソースガス（具体的にはトリクロロシラン（ＴＣＳ）等のシラン系ガス）、シリコンソースガスを希釈するためのキャリアガス（例えば水素）、及びエピタキシャル層の導電型や導電率を調整するためのドーパントガス（例えばボロンやリンを含むガス）を含む処理ガスＧが導入される。ガス供給口５０から供給された処理ガスＧは、ガス案内部材２４を通過した後、チャンバー２の内部空間にて略水平に回転保持されるウェーハＷの表面に沿って流れる。その後、処理ガスＧは、ガス排出口３６からチャンバー２外に排出される。つまり、処理ガスＧは、ガス供給口５０からガス排出口３６へ向けて、略水平かつ一方向に流れる。
以上がエピタキシャルウェーハ製造装置１の構成である。次に、エピタキシャルウェーハ製造装置１を用いてシリコンエピタキシャルウェーハを製造する方法を説明する。先ず、ウェーハＷ（シリコン単結晶基板）を準備する。ウェーハＷの直径、抵抗率、結晶方位、導電型等は特に限定はない。準備するウェーハＷとして、例えば表面、裏面の両方に対して鏡面研磨加工が施された直径３００ｍｍのポリッシュドウェーハを準備する。
ポリッシュドウェーハの一般的な製造方法を説明すると、チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ）法等を使用して特定の結晶方位を持った単結晶インゴットを製造する（単結晶成長工程）。製造した単結晶インゴットの側面を研削して外径を整え、単結晶インゴットの外周に結晶方位を示すノッチを１つ形成する（円筒研削工程）。単結晶インゴットを薄円板状のウェーハにスライスし（スライス工程）、該スライスしたウェーハの割れ、欠けを防止するためにその外周部を面取りする（面取り工程）。その後、面取りしたウェーハの両面を同時に研削して平坦化し（両頭研削工程）、面取り及び研削されたウェーハに残留する加工歪みをエッチングして除去する（エッチング工程）。更に、ウェーハ表面及び裏面を研磨して鏡面化する（研磨工程）。鏡面化したウェーハに付着した研磨剤や異物等を除去するために該ウェーハに対してＳＣ−１洗浄及びＳＣ−２洗浄等から構成されるＲＣＡ洗浄などの洗浄を行う（洗浄工程）。これらの工程を経てポリッシュドウェーハが得られる。
次に、搬送ロボットによって、準備したウェーハＷをチャンバー２内に投入して、サセプタ３のザグリ３１に載置する。チャンバー２には、ウェーハＷを投入する前段階から、ガス供給口５０を介して水素ガスを導入しておく。次に、サセプタ３に載置されたウェーハＷをランプ４１、４２により熱処理温度（例えば１０５０〜１２００℃）まで加熱して、水素ガスによりウェーハＷの表面に形成されている自然酸化膜を除去する為の気相エッチングを行う。
次に、駆動部１３によりサセプタ３及びこれに載置されたウェーハＷを回転させ、かつ、ウェーハＷの温度が所定の反応温度（例えば１０５０〜１１８０℃）となるようランプ４１、４２のパワーを制御しつつ、ガス供給口５０から処理ガスＧを供給することによって、ウェーハＷの表面上に所定膜厚のシリコン単結晶薄膜を気相成長させシリコンエピタキシャルウェーハとする。
最後に、チャンバー２を取り出し温度（例えば６５０℃）まで降温した後、搬送ロボットによってシリコンエピタキシャルウェーハをチャンバー２から搬出する。以上が本実施形態のエピタキシャルウェーハの製造方法である。
ここで、エピタキシャルウェーハの外周部の周方向におけるフラットネスレベルの均一化を図るためには、ウェーハＷはザグリ３１の中心位置に載置されるのが望ましい。しかし、実際は、ウェーハＷの載置位置をザグリ３１の中心位置に完全に一致させることは困難であり、ウェーハＷはザグリ３１の中心位置から少なからず偏心した位置に載置される。ウェーハＷが偏心載置されることで、ウェーハＷとザグリ３１の側壁部３１０との隙間Ｂ（図２参照）は、ウェーハＷの外周部の周方向における領域間で差異が生じる。すなわち、隙間Ｂが最も小さいウェーハＷの外周領域（以下、隙間最小領域という）と、隙間Ｂが最も大きいウェーハＷの外周領域（以下、隙間最大領域という）とが、ウェーハＷの中心を挟んで１８０°反対側に位置する。そして、周方向に沿って隙間最小領域から隙間最大領域に向かうにしたがって次第に隙間Ｂが大きくなる。
隙間Ｂが小さいウェーハ外周領域では、隙間Ｂにより局所的に発生する処理ガスＧの乱流の影響を受けて、隙間Ｂが大きいウェーハ外周領域に比べてエピタキシャル膜は薄くなる。これにより、ウェーハＷの外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚の不均一化（バラツキ）が発生する。
しかし、本実施形態では、ザグリ３１の外周支持部３１１の傾斜角θを５°より大きく１０°より小さい角度としているので、後述の実施例で示すように、上記不均一化（バラツキ）を低減できるとともに、エピタキシャルウェーハにスリップ転位が発生するのを抑制できる。この理由は以下のことが考えられる。
すなわち、サセプタ上面３３からウェーハＷの裏面までの距離Ｃ（図２参照）を載置深さとして、外周支持部３１１を傾斜させることで、ウェーハＷの偏心載置に伴い、載置深さＣがウェーハＷの周方向に沿って変化し、具体的には隙間Ｂが小さいウェーハ外周領域ほど載置深さＣが小さくなる。なお、載置深さＣは、上記隙間最小領域で最も小さくなり、上記隙間最大領域で最も大きくなり、周方向に沿って隙間最小領域から隙間最大領域に向かうにしたがって次第に大きくなる。載置深さＣが小さいと、サセプタ上面３３に対するウェーハＷの表面の凹み量が小さくなって、該表面への処理ガスＧの供給を効率的に行うことができ、その結果、エピタキシャル膜が厚くなる。これに対して、載置深さＣが大きいと、サセプタ上面３３に対するウェーハＷの表面の凹み量が大きくなって、該表面への処理ガスＧの供給効率が低下し、その結果、エピタキシャル膜が薄くなる。
外周支持部３１１の傾斜角θを５°より大きく１０°より小さい角度とすることで、隙間Ｂの差異に起因した周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキを、載置深さＣの差異に起因した周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキで効果的に打ち消すことができる。これにより、ウェーハＷの外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚の不均一化（バラツキ）を低減できると考えられる。
なお、周方向に沿ったウェーハ外周領域間で載置深さＣが変化するということは、ウェーハＷが水平面に対して若干傾いた状態で載置されることを意味するが、その傾きは無視できるほど小さい。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を上記第１実施形態と異なる部分を中心に説明する。本実施形態ではサセプタの構造が第１実施形態と異なっており、それ以外は第１実施形態と同じである。
図３〜図５は、本実施形態のサセプタ３を示している。なお、図３〜図５において第１実施形態と同一形状の構成又は同一名称の構成には同一の符号を付している。図３〜図５のサセプタ３は、リング状のサセプタ上面３３（サセプタ縁部領域）の内周縁からサセプタ上面３３に直角に形成された側壁部３１０と、その側壁部３１０の下端から径方向内側にいくにしたがって次第に下方に位置するよう傾斜状に形成されて、ウェーハＷの裏面の外周部が接触して支持される外周支持部３１１と、その外周支持部３１１の内側に位置してウェーハＷと接触しない中央部３１２と、外周支持部３１１の内周縁と中央部３１２の外周縁との間で段差を形成する段差部３１３とを有したザグリ３１を有する。
外周支持部３１１は、周方向の全周には形成されておらず、一部のみに形成されている。具体的には、図３に示すように、外周支持部３１１は、サセプタ中心Ｏを中心とした円周方向において１２０°間隔で３箇所にのみ形成されている。各外周支持部３１１は、５°より大きく１０°より小さい角度範囲において互いに同一の傾斜角θ（図４参照）で傾斜するように設けられている。また、各外周支持部３１１の周方向における幅は互いに同一の値に設定されている。なお、外周支持部３１１の周方向における幅はどのような値であってもよい。
また、ザグリ３１は、３箇所の外周支持部３１１の間にて周方向に円弧を描くように設けられた、ウェーハＷの外周部と接触しない非接触外周部３１４（図５参照）を有する。非接触外周部３１４は、図５に示すように、側壁部３１０の下端と中央部３１２の外周縁（段差部３１３の上端）とを繋ぐように設けられるとともに、側壁部３１０から中央部３１２の方に向かって次第に下方に位置するよう傾斜している。なお、非接触外周部３１４は傾斜してなくてもよい（つまり水平に設けられてもよい）。
また、非接触外周部３１４が接続される図５の側壁部３１０は、外周支持部３１１が接続される図４の側壁部３１０に比べてサセプタ上面３３からの寸法が大きい。また、非接触外周部３１４が接続される図５の段差部３１３の段差量は、外周支持部３１１が接続される図４の段差部３１３の段差量と同じである。そのため、非接触外周部３１４の傾斜角は、外周支持部３１１の傾斜角θと異なっており、具体的には傾斜角θよりも小さい。以上より、非接触外周部３１４とウェーハＷとの間には隙間が形成されている。
本実施形態によれば、各外周支持部３１１の傾斜角θが５°より大きく１０°より小さい角度となっているので、後述の実施例で示すように、ウェーハＷの外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚の不均一化（バラツキ）を低減できるとともに、エピタキシャルウェーハにスリップ転位が発生するのを抑制できる。加えて、外周支持部３１１が周方向の一部のみに設けられるので、ウェーハＷにおけるサセプタ３との接触部を少なくでき、接触による発塵やウェーハＷに傷が発生するのを抑制できる。また、外周支持部３１１が１２０°間隔で３箇所に設けられることで、外周支持部３１１の個数の増加を抑えつつ、ウェーハＷをぐらつかせることなく支持できる。
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
図１と同様の枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置を用いて、ウェーハとしてのシリコン単結晶基板の表面上にシリコン単結晶膜のエピタキシャル成長を行った。このとき、サセプタは、図２と同様に、側壁部、外周支持部、段差部及び中央部を有するとともに、外周支持部が周方向の全周に設けられたザグリが形成されたものを用いた。また、外周支持部の傾斜角を０°、１°、３°、５°、６°、９°、１０°と変更して、各傾斜角ごとにエピタキシャル成長を行った。
エピタキシャル成長の条件は、外周支持部の傾斜角以外は同じであり、具体的には、直径３００ｍｍ、表面の面方位（１００）、Ｐ型のシリコン単結晶のポリッシュドウェーハ（ＰＷ）の表面に、原料ガスＴＣＳ（トリクロロシラン）、ＴＣＳの流量１０Ｌ／ｍｉｎ、膜厚３μｍ、成長速度３μ／ｍｉｎ、成長温度１１５０℃の条件でエピタキシャル成長を行った。また、各エピタキシャル成長間で、ザグリにおけるウェーハの載置位置（中心位置からの偏心量）を同じとした。また、ザグリにおける図２に示す寸法Ｚ、Ｙはそれぞれ５ｍｍ以下、０．８ｍｍ〜１．８ｍｍである。
上記エピタキシャル成長により得られた各シリコンエピタキシャルウェーハの外周部の周方向におけるエピタキシャル膜厚のバラツキ量をフラットネス測定機ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔ（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製）により測定した。具体的には、ＷａｆｅｒＳｉｇｈｔを用いて、ウェーハ中心からの距離Ｒが１４８−１４５ｍｍの外周領域の膜厚を周方向に沿って全周に亘って測定した。そして、得られた周方向の膜厚分布における平均値と最大値との差分と、平均値と最小値との差分を求め、その２つの差分の値の平均値を上記バラツキ量として算出した。そして、ザグリの外周支持部の傾斜角が０°のサセプタを用いたときのバラツキ量を基準バラツキ量として、各傾斜角におけるバラツキ量の基準バラツキ量に対する割合を、ウェーハ偏心載置によるエピタキシャル膜厚の周方向におけるバラツキ量への影響度（％）として算出した。この影響度は、基準バラツキ量を１００％とし、値が小さいほど、基準バラツキ量からの低減効果が大きいことを示している。
（実施例）
外周支持部の傾斜角が６°、９°のサセプタを用いた場合の影響度はそれぞれ４２％、１８％であった。また、エピタキシャルウェーハの外周部にはスリップ転位は発生しなかった。
（比較例１）
外周支持部の傾斜角が１°、３°、５°のサセプタを用いた場合の影響度はそれぞれ９８％、７８％、５２％であった。また、エピタキシャルウェーハの外周部にはスリップ転位は発生しなかった。
（比較例２）
外周支持部の傾斜角が１０°のサセプタを用いた場合の影響度は１７％であったが、エピタキシャルウェーハの外周部にスリップ転位が発生した。
上記結果をまとめたものを表１に示す。外周支持部の傾斜角が５°より大きい領域で、影響度が５０％より小さくなり、局所的なエピタキシャル膜厚の不均一化の抑制が可能であることを示している。一方で、外周支持部の傾斜角が１０°ではウェーハ外周部に転位が発生したため、他品質も含めた局所的なエピタキシャル膜厚の不均一化を抑制可能な外周支持部の傾斜角の範囲は５°より大きく１０°より小さい範囲であることが分かった。
Figure 2019096639
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであったとしても本発明の技術的範囲に包含される。例えばウェーハサイズは３００ｍｍに限らず、２００ｍｍ以下のウェーハや、３００ｍｍより大きいウェーハ用のサセプタにも本発明を適用できる。また、第２実施形態においては、外周支持部の個数は３つに限定されず、４つ以上であっても良い。
１ 枚葉式エピタキシャルウェーハ製造装置
３ サセプタ
３１ ザグリ
３１０ ザグリの側壁部
３１１ ザグリの外周支持部
３１２ ザグリの中央部
３１３ ザグリの段差部
３１４ ザグリの非接触外周部
３３ サセプタ上面

Claims (5)

  1. ウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造する際に前記ウェーハを載置させるサセプタであって、
    前記サセプタの上面に前記ウェーハを載置するための凹形状のザグリが形成されており、
    前記ザグリは、前記ウェーハの外周部が接触して支持される外周支持部と、前記外周支持部の内側に位置して前記ウェーハと接触しない中央部とを有しており、
    前記外周支持部は、前記中央部に向けて水平方向に対して５°より大きく１０°より小さい角度で下がるように傾斜していることを特徴とするサセプタ。
  2. 前記ザグリは、前記サセプタの上面と前記外周支持部の外周縁との間に段差を形成する側壁部を有することを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
  3. 前記外周支持部が、前記サセプタの周方向における全周に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサセプタ。
  4. 前記外周支持部が、前記サセプタの周方向における一部に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のサセプタ。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のサセプタにウェーハを載置して、そのウェーハの表面上にエピタキシャル膜を気相成長させることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。
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