JP2023004877A - Susceptor and manufacturing method thereof - Google Patents

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Akira Sugano
典昭 遠藤
Noriaki Endo
貴浩 田部井
Takahiro Tabei
昌利 井上
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Abstract

To provide a susceptor with reduced contamination, which can improve the uniformity of the film thickness of a silicon carbide film formed on a base material, and suppress variations in thermal conductivity, and is made of a carbon composite material in which the surface of the substrate made of a carbon material is covered with a thin film of silicon carbide (SiC), and a manufacturing method thereof.SOLUTION: In a susceptor 1 having a substrate 2 made of a carbon material and having one main surface on which a silicon wafer is placed and another main surface facing the one main surface, the entire surface of the substrate is covered with a thin film 3 made of silicon carbide, the variation in emissivity in the one main surface is within 3%, and the ratio of the average emissivity of the other main surface facing the one main surface is 1:1 to 1:0.8.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、サセプタ及びその製造方法に関し、例えばエピタキシャル成膜装置においてウェーハを保持するサセプタ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a susceptor and its manufacturing method, and more particularly to a susceptor for holding a wafer in an epitaxial film deposition apparatus and its manufacturing method.

半導体製造用装置の一つであるエピタキシャル成膜装置においては、シリコンウェーハを保持する部材であるサセプタとして、炭素材料(カーボン基材と呼ぶ)を炭化ケイ素(SiC)で覆ったカーボン複合材料が使用されている。前記サセプタには、その形状によりパンケーキ型、バレル型、枚葉型などがあり、装置や処理方法によって、複数種が用いられている。
前記サセプタを製造する場合、いずれの型であっても所定のコーティング炉にカーボン基材の状態で設置され、CVD法等によって炭化ケイ素(SiC)をカーボン基材の表面に成膜することによって、カーボン複合材料からなるサセプタが得られる。
In an epitaxial deposition apparatus, which is one of semiconductor manufacturing apparatuses, a carbon composite material in which a carbon material (called a carbon substrate) is covered with silicon carbide (SiC) is used as a susceptor, which is a member that holds a silicon wafer. ing. The susceptor has a pancake type, a barrel type, a single substrate type, etc., depending on its shape, and a plurality of types are used depending on the apparatus and processing method.
When manufacturing the susceptor, regardless of the type, the susceptor is placed in a predetermined coating furnace in the form of a carbon base material, and a film of silicon carbide (SiC) is formed on the surface of the carbon base material by a CVD method or the like. A susceptor of carbon composite material is obtained.

ところで、CVD法によってカーボン基材の表面に炭化ケイ素(SiC)の薄膜を成膜する際、カーボン基材を支持する治具とカーボン基材との接触部位には炭化ケイ素膜が付着しないことになる。
そのような課題に対し特許文献1には、1回目の成膜処理の後に、カーボン基材を一度炉から取り出し、カーボン基材と治具とが接触する位置を変えて2回目以降の成膜処理を行うことが記載されている。そのようにすることで全面が炭化ケイ素(SiC)に覆われたカーボン複合材料を得ることができる。
By the way, when a silicon carbide (SiC) thin film is formed on the surface of a carbon base material by the CVD method, the silicon carbide film does not adhere to the contact portion between the jig supporting the carbon base material and the carbon base material. Become.
In order to address such a problem, Patent Document 1 discloses that after the first film formation process, the carbon base material is once removed from the furnace, and the second and subsequent film formation processes are performed by changing the position at which the carbon base material and the jig contact each other. processing is described. By doing so, a carbon composite material in which the entire surface is covered with silicon carbide (SiC) can be obtained.

前記のように接触位置をずらしての複数回の成膜処理は治具の接触跡を消すための有効な手段ではあるが、一度、炉からカーボン複合材料を出すことでカーボン複合材料は炉外気に曝されることとなる。そのため、炭化ケイ素膜表面が汚染される虞があるという課題があった。汚染されてしまった場合、その汚染層の上に新たな炭化ケイ素膜を積層することとなり、このカーボン複合材料をサセプタとして使用することになると、エピタキシャル工程においてシリコンウェーハを汚染する原因となる。 As described above, film formation processing is performed multiple times while shifting the contact position. will be exposed to Therefore, there is a problem that the surface of the silicon carbide film may be contaminated. If it is contaminated, a new silicon carbide film is laminated on the contaminated layer, and if this carbon composite material is used as a susceptor, it will cause contamination of the silicon wafer in the epitaxial process.

そこで特許文献1に記載の発明にあっては、最初に炭化ケイ素の成膜を行った後、支持跡をなくすために一度カーボン複合材料を取り出して支持位置の変更を行い、カーボン複合材料表面の純化処理(ハロゲンガスの吹き付け)を行うことで表面の汚染を軽減し、炉内において再度、炭化ケイ素の成膜を行うようにしている。 Therefore, in the invention described in Patent Document 1, after first forming a film of silicon carbide, the carbon composite material is taken out once to change the support position in order to eliminate the support trace, and the surface of the carbon composite material is changed. A purification treatment (halogen gas blowing) is performed to reduce surface contamination, and silicon carbide film formation is performed again in the furnace.

特開2008-174841号公報JP 2008-174841 A

しかしながら、特許文献1に開示された方法にあっては、カーボン基材を一度炉から取り出すために汚染の可能性は無くならない。また、時間を空けて複数回の成膜処理を行う必要があるため、工数及びコストが増加し、望ましくないという課題があった。 However, in the method disclosed in Patent Document 1, the possibility of contamination cannot be eliminated because the carbon base material is once removed from the furnace. In addition, since it is necessary to perform the film formation process a plurality of times with an interval of time, there is a problem that the number of man-hours and costs increase, which is not desirable.

更に、カーボン基材を保持する治具が接触する部位は、他の部分より炭化ケイ素の膜厚が薄く、2回成膜の場合には、約半分程度となる。そのため、エピタキシャル成膜工程において、炭化ケイ素膜の消耗により、基材であるカーボンが露出する虞があった。
また、炭化ケイ素膜の厚さの不均一性は、シリコンウェーハに対するエピタキシャル成膜工程での膜厚ばらつきを生み出す要因にもなる。炭化ケイ素の膜厚が大きくばらつく場合、熱伝導性が異なるため均一なエピタキシャル膜を得ることが困難であるという課題があった。
Furthermore, the portion of silicon carbide that is in contact with the jig that holds the carbon base material has a thinner film thickness than other portions, and in the case of two-time film formation, the film thickness is about half. Therefore, in the epitaxial film formation process, there is a possibility that carbon, which is the base material, may be exposed due to consumption of the silicon carbide film.
In addition, non-uniformity in the thickness of the silicon carbide film is also a factor in producing film thickness variations in the epitaxial film formation process on the silicon wafer. When the film thickness of silicon carbide varies greatly, there is a problem that it is difficult to obtain a uniform epitaxial film due to the difference in thermal conductivity.

また、カーボン基材を被覆する炭化ケイ素膜が不均一であると、サセプタを使用する温度域における放射率がばらつく。この放射率が大きくばらつくと、サセプタに温度斑が生じ、結果として、ウェーハ温度のばらつき、引いてはエピタキシャル膜の膜厚ばらつきに繋がるという課題があった。 Further, if the silicon carbide film covering the carbon substrate is non-uniform, the emissivity varies in the temperature range where the susceptor is used. If the emissivity varies greatly, temperature unevenness occurs in the susceptor, resulting in variations in the wafer temperature and, in turn, variations in the thickness of the epitaxial film.

本発明は、上記事情の下になされたものであり、炭素材料からなる基材の表面を炭化ケイ素(SiC)の薄膜で覆ったカーボン複合材料からなるサセプタにおいて、前記基材に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の均一性を高くし、熱伝導性のばらつきを抑制することのできる、汚染の抑制されたサセプタ及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made under the above circumstances, and provides a susceptor made of a carbon composite material in which the surface of a base material made of a carbon material is covered with a thin film of silicon carbide (SiC), wherein carbonization formed on the base material It is an object of the present invention to provide a susceptor with suppressed contamination, which can improve the uniformity of the film thickness of a silicon film and suppress variations in thermal conductivity, and a method of manufacturing the same.

前記課題を解決するためになされた本発明に係るサセプタは、炭素材料からなる基材を有し、シリコンウェーハが載置される一の主面および前記一の主面と対向する他の主面を有するサセプタであって、前記基材の全面が炭化ケイ素からなる薄膜で被覆され、前記一の主面における放射率のばらつきが3%以内であり、且つ一の主面と前記一の主面と対向する他の主面の平均放射率の比が1:1~1:0.8であることに特徴を有する。
尚、前記一の主面と対向する他の主面の放射率のばらつきが3%以内であることが望ましい。
また、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚に対する前記他の主面に形成された薄膜の膜厚の比率が0.7以上1.2以下であり、前記一の主面において、中心部と外縁部とにおける膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の40%以下、かつ、前記一の主面の外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の40%以下であることが望ましい。
また、前記基材の全面に形成された炭化ケイ素からなる薄膜の膜厚は、少なくとも60μmであることが望ましい。
A susceptor according to the present invention, which has been made to solve the above problems, has a substrate made of a carbon material, and has one main surface on which a silicon wafer is placed and another main surface facing the one main surface. wherein the entire surface of the base material is covered with a thin film made of silicon carbide, the variation in emissivity between the one main surface is within 3%, and the one main surface and the one main surface It is characterized in that the ratio of the average emissivity of the other main surface facing to is 1:1 to 1:0.8.
In addition, it is desirable that the variation in the emissivity of the other main surface facing the one main surface is within 3%.
Further, the ratio of the thickness of the thin film formed on the other main surface to the thickness of the thin film formed on the one main surface is 0.7 or more and 1.2 or less, and The film thickness difference between the central portion and the outer edge portion is 40% or less of the average value of the film thickness of the thin film formed on the one main surface, and the maximum film thickness and the minimum film thickness of the outer edge portion of the one main surface. It is desirable that the difference between the thickness and the thickness is 40% or less of the average value of the thickness of the thin film formed on the one main surface.
Moreover, it is desirable that the thickness of the thin film made of silicon carbide formed on the entire surface of the base material is at least 60 μm.

このような構成によれば、基材の表面に形成された薄膜の均一性が向上し、一の主面における熱伝導の均一性が良好となる。その結果、そのサセプタを用いたシリコンウェーハへのエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。 According to such a configuration, the uniformity of the thin film formed on the surface of the substrate is improved, and the uniformity of heat conduction on the one main surface is improved. As a result, a uniform epitaxial film can be obtained in the epitaxial film forming process on the silicon wafer using the susceptor.

また、前記課題を解決するためになされた本発明に係るサセプタの製造方法は、前記サセプタの製造方法であって、チャンバ内において炭素材料からなる基材を、該基材に対する支持位置を移動させながら支持し、前記基材の前記一の主面に対し原料ガスの供給方向が平行になるように供給し、前記基材の全面に炭化ケイ素からなる薄膜を形成することに特徴を有する。
このような方法によれば、汚染の抑制された前記サセプタを得ることができる。
A method of manufacturing a susceptor according to the present invention, which has been made to solve the above-mentioned problems, is a method of manufacturing the susceptor, in which a substrate made of a carbon material is moved in a chamber in a supporting position with respect to the substrate. It is characterized in that a thin film of silicon carbide is formed on the entire surface of the base material by supporting the base material while supporting the base material and supplying the raw material gas so that the supply direction is parallel to the main surface of the base material.
According to such a method, the susceptor with suppressed contamination can be obtained.

本発明によれば、炭素材料からなる基材の表面を炭化ケイ素(SiC)の薄膜で覆ったカーボン複合材料からなるサセプタにおいて、前記基材に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の均一性を高くし、熱伝導性のばらつきを抑制することのできる、汚染の抑制されたサセプタ及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, in a susceptor made of a carbon composite material in which the surface of a substrate made of a carbon material is covered with a thin film of silicon carbide (SiC), the thickness uniformity of the silicon carbide film formed on the substrate is measured. It is possible to provide a susceptor with reduced contamination and a method of manufacturing the same, which can increase the height and suppress variations in thermal conductivity.

図1は、本発明に係るサセプタの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a susceptor according to the invention. 図2は、図1のサセプタの一部を拡大した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view enlarging a part of the susceptor of FIG. 図3は、図1のサセプタを製造する際に使用するCVD装置を模式的に示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a CVD apparatus used when manufacturing the susceptor of FIG. 図4は、図3のCVD装置の平面図である。4 is a plan view of the CVD apparatus of FIG. 3. FIG.

以下、本発明にかかるサセプタ及びその製造方法の一実施形態について、図1乃至図4に基づいて説明する。図は模式的または概念的なものであり、各部位の厚みと幅との関係、部位間の大きさの比率等は、正確に図示されていない。 An embodiment of a susceptor and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between parts, etc. are not shown accurately.

図1に示すように、サセプタ1は、炭素材料からなる円板状のカーボン基材2を有している。このカーボン基材2は、その全面が炭化ケイ素からなる所定厚さ(例えば60μm以上)の薄膜3で被覆されている。
即ち、この薄膜3は、サセプタ1のウェーハ載置面である一の主面F1を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜3Fと、一の主面F1と対向する裏の面である他の主面F2を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜3Bと、またカーボン基材2の外周面を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜3Sとから構成されている。
As shown in FIG. 1, the susceptor 1 has a disk-shaped carbon substrate 2 made of a carbon material. The entire surface of the carbon base material 2 is covered with a thin film 3 of silicon carbide having a predetermined thickness (for example, 60 μm or more).
That is, the thin film 3 consists of a thin film 3F made of silicon carbide covering one principal surface F1 of the susceptor 1, which is the wafer mounting surface, and another principal surface F2, which is the back surface facing the one principal surface F1. and a thin film 3S made of silicon carbide covering the outer peripheral surface of the carbon substrate 2. As shown in FIG.

また、このサセプタ1は、その一の主面F1に半導体基板を載置する一つの凹形状のザグリ部4が形成された、いわゆる枚葉タイプのサセプタである。
前記ザグリ部4は平面視上円形に形成され、中央に円柱状の凹部4aが形成されている。また、このサセプタ1は、その中心部Oを通る回転軸Lとした円対称性を有している。このとき、ザグリ部4の最深部(中心部O)の深さをToとすると、平均深さTdは、To/2となる。
Further, the susceptor 1 is a so-called single wafer type susceptor in which one main surface F1 is formed with one recessed counterbore 4 for mounting a semiconductor substrate thereon.
The counterbore portion 4 is formed in a circular shape in a plan view, and has a cylindrical concave portion 4a formed in the center. Further, the susceptor 1 has circular symmetry with a rotation axis L passing through the center O thereof. At this time, assuming that the depth of the deepest portion (central portion O) of the counterbore portion 4 is To, the average depth Td is To/2.

そして、前記サセプタ1の厚さTと前記平均深さTdとの比(T/Td)が、6≦T/Td≦30であることが好ましい。前記サセプタ1の厚さTと前記深さToとの比(T/To)が3≦T/To≦13であることが好ましい。
このように、サセプタ1の厚さTと前記平均深さTdとの比(T/Td)が、6≦T/Td≦30となるように、ザグリ部4が形成されるため、反り抑制の効果を得ることができる。
A ratio (T/Td) between the thickness T of the susceptor 1 and the average depth Td is preferably 6≦T/Td≦30. Preferably, the ratio (T/To) of the thickness T of the susceptor 1 to the depth To is 3≦T/To≦13.
As described above, the counterbore portion 4 is formed such that the ratio (T/Td) of the thickness T of the susceptor 1 to the average depth Td is 6≦T/Td≦30. effect can be obtained.

ここで、前記サセプタ1の厚さTと前記平均深さTdとの比(T/Td)が、6未満である場合には、サセプタ1の厚さに対しザグリが深すぎることでウェーハの外周成膜が不良となる可能性があり好ましくない。また、前記サセプタ1の厚さTと前記平均深さTdとの比(T/Td)が30を超える場合には、サセプタが厚肉化し、カーボン基材2の剛性の影響が無視できなくなり、薄膜での反り量制御が困難になるため、好ましくない。 Here, when the ratio (T/Td) of the thickness T of the susceptor 1 to the average depth Td is less than 6, the counterbore is too deep with respect to the thickness of the susceptor 1 and the outer periphery of the wafer It is not preferable because the film formation may become defective. Further, when the ratio (T/Td) of the thickness T of the susceptor 1 to the average depth Td exceeds 30, the susceptor becomes thick and the influence of the rigidity of the carbon base material 2 cannot be ignored. This is not preferable because it makes it difficult to control the amount of warpage in a thin film.

前記したようにカーボン基材2としては、半導体用サセプタとして適用できる炭素材料が用いられ、薄膜3としては炭化ケイ素が用いられる。薄膜3は、カーボン基材2の全面に形成されるもので、カーボン基材2からの発塵、不純物の外方拡散を防止、あるいはカーボン基材2の全面を保護すると共に、カーボン基材2の反りを抑制する役割を有する。 As described above, the carbon substrate 2 is made of a carbon material that can be used as a susceptor for semiconductors, and the thin film 3 is made of silicon carbide. The thin film 3 is formed on the entire surface of the carbon base material 2 to prevent dust generation from the carbon base material 2 and outward diffusion of impurities, or to protect the entire surface of the carbon base material 2 . It has a role of suppressing the warpage of.

ここで、図2に示すサセプタ1の主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均に対する他の主面F2に形成された薄膜3Bの膜厚t2の平均の比率は、0.7~1.2の間に形成されていることが好ましい。
前記比率が0.7より小さいと、そのサセプタを用いたエピタキシャル成膜工程において、熱伝導性の差異が生じ、均一なエピタキシャル膜を得ることが困難になる虞があり、好ましくない。
また、前記比率が1.2より大きいと、薄膜3の膜厚ばらつきに起因する熱伝導性の差異に加えて、サセプタの反りが生じやすくなり、エピタキシャル膜が不均一となるため、好ましくない。
Here, the ratio of the average thickness t2 of the thin film 3B formed on the main surface F2 of the susceptor 1 shown in FIG. 2 to the average thickness t1 of the thin film 3F formed on the main surface F1 of the susceptor 1 is 0.7. It is preferably formed between ∼1.2.
If the ratio is less than 0.7, it is not preferable because a difference in thermal conductivity may occur in the epitaxial film formation process using the susceptor, making it difficult to obtain a uniform epitaxial film.
On the other hand, if the ratio is more than 1.2, in addition to the difference in thermal conductivity caused by the film thickness variation of the thin film 3, the susceptor is likely to warp and the epitaxial film becomes non-uniform, which is not preferable.

また、サセプタ1の主面F1において、中心部Oと外縁部F1aとにおける膜厚差d1が、主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均の40%以下になるよう形成されていることが好ましい。
また、サセプタ1の主面F1において、外縁部F1aの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差d2が、主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均の40%以下になるよう形成されていることが好ましい。
前記膜厚差d1或いはd2が膜厚t1の平均の40%以下であれば、主面F1における熱伝導の均一性が良好となり、そのサセプタを用いたエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
一方、前記膜厚差が膜厚t1の平均の40%より大きくなると、斑が発生しやすく、主面F1における熱伝導が不均一となり、均一なエピタキシャル膜を得ることができなくなる可能性がある。
Further, on the main surface F1 of the susceptor 1, the film thickness difference d1 between the central portion O and the outer edge portion F1a is formed to be 40% or less of the average thickness t1 of the thin film 3F formed on the main surface F1. preferably.
Further, on the main surface F1 of the susceptor 1, the film thickness difference d2 between the maximum film thickness and the minimum film thickness of the outer edge portion F1a is 40% or less of the average film thickness t1 of the thin film 3F formed on the main surface F1. It is preferably formed like this.
If the film thickness difference d1 or d2 is 40% or less of the average film thickness t1, the uniformity of heat conduction on the main surface F1 is improved, and a uniform epitaxial film is obtained in the epitaxial film forming process using the susceptor. be able to.
On the other hand, if the film thickness difference is larger than 40% of the average film thickness t1, spots are likely to occur, and heat conduction on the main surface F1 becomes nonuniform, which may make it impossible to obtain a uniform epitaxial film. .

また、サセプタ1は、エピタキシャル成膜工程における温度範囲(900~1300℃)において、ウェーハ載置面(主面F1)おける放射率のばらつきが3%以内となり、且つ前記ウェーハ載置面と、その裏面(他の主面F2)の平均放射率の比が1:1~1:0.8となるように形成されている。
また、前記ウェーハ載置面の裏面(他の主面F2)においても、同一面内の放射率のばらつきが3%以内となるように形成することが望ましい。
このようなサセプタ1の放射率とすることにより、サセプタの熱伝導性のばらつきが抑制され、温度斑が生じないため、載置するウェーハの温度を均一として、エピタキシャル膜の膜厚ばらつきを防止することができる。
In the susceptor 1, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (main surface F1) is within 3% in the temperature range (900 to 1300° C.) in the epitaxial film formation process, and It is formed so that the average emissivity ratio of (another main surface F2) is 1:1 to 1:0.8.
Moreover, it is desirable that the back surface (other main surface F2) of the wafer mounting surface is also formed so that the variation in emissivity within the same surface is within 3%.
By setting the emissivity of the susceptor 1 to such a value, variations in the thermal conductivity of the susceptor are suppressed and temperature unevenness does not occur. Therefore, the temperature of the mounted wafer is made uniform, and variations in the thickness of the epitaxial film are prevented. be able to.

前記のようなサセプタ1は、例えば図3に示すようなCVD装置5を用いることにより製造することができる。
図3に示すCVD装置5は、処理空間を形成するチャンバ10と、キャリアガス(水素ガス)をチャンバ10内に供給するため、チャンバ10側面に設けられたガス流入口11と、流入口11に対向する反対側のチャンバ10側面に設けられたガス流出口12とを有する。
The susceptor 1 as described above can be manufactured by using, for example, a CVD apparatus 5 as shown in FIG.
The CVD apparatus 5 shown in FIG. 3 includes a chamber 10 forming a processing space, a gas inlet 11 provided on the side of the chamber 10 for supplying a carrier gas (hydrogen gas) into the chamber 10, and a gas inlet 11 at the inlet 11. and a gas outlet 12 provided on the side of the chamber 10 on the opposite side.

また、チャンバ10内においてサセプタ1のカーボン基材2の下面側を支持するための支持部20と、カーボン基材2の周囲に複数配置され、カーボン基材2の側部周面(外周)を摺接可能に支持する柱状のガード部材13とを備える。
支持部20は、モータ21により定速で回転可能に設けられたローラ22が、カーボン基材2の周方向に沿って回転するよう配置された複数の支持脚20a~20dを有している。各支持脚20a~20dのローラ22は、カーボン基材2の裏側面の周縁部に当接し、各ローラ22が一方向に回転することによりカーボン基材2は支持されつつ中心部Oを中心に回転するように構成されている。尚、各支持脚20a~20dのローラ22の回転動作(回転開始、停止、回転方向、回転速度)は同期するように図示しない制御部により制御されている。
また、図3に示すようにチャンバ10の上下には、ヒータ部15が設けられ、炉内を所定温度まで昇温可能に構成されている。
In addition, support portions 20 for supporting the lower surface side of the carbon base material 2 of the susceptor 1 in the chamber 10, and a plurality of support portions 20 arranged around the carbon base material 2 to support the side peripheral surface (periphery) of the carbon base material 2. and a columnar guard member 13 that is slidably supported.
The support portion 20 has a plurality of support legs 20a to 20d arranged so that a roller 22, which is rotatable at a constant speed by a motor 21, rotates along the circumferential direction of the carbon base material 2. As shown in FIG. The rollers 22 of the support legs 20a to 20d are in contact with the periphery of the back surface of the carbon base material 2, and each roller 22 rotates in one direction, thereby supporting the carbon base material 2 around the center O. configured to rotate. The rotation operations (rotation start, stop, rotation direction, rotation speed) of the rollers 22 of the support legs 20a to 20d are controlled by a control unit (not shown) so as to be synchronized.
Further, as shown in FIG. 3, heater units 15 are provided above and below the chamber 10 so as to raise the temperature inside the furnace to a predetermined temperature.

このCVD装置5を用いてサセプタ1を製造する場合、予め円形のザグリ部が形成された炭素材料からなるカーボン基材2を、チャンバ10内の支持脚20a~20d上に配置する。
次いで図示しない制御部により支持脚20a~20dのローラ22を所定の回転速度で回転開始する。これによりカーボン基材2は、中心部Oを中心に所定速度(例えば0.1rpm)で回転する。
When the susceptor 1 is manufactured using this CVD apparatus 5, the carbon substrate 2 made of a carbon material and having a circular counterbore formed in advance is placed on the support legs 20a to 20d in the chamber 10. As shown in FIG.
Next, a controller (not shown) starts rotating the rollers 22 of the support legs 20a to 20d at a predetermined rotational speed. As a result, the carbon base material 2 rotates around the center O at a predetermined speed (for example, 0.1 rpm).

また、ヒータ部15を駆動してチャンバ10内を例えば500℃に昇温し、チャンバ10内をガス流出口12から吸引して真空状態とする。
次にガス流入口11よりキャリアガス(H)を所定の流量でチャンバ10内に導入する。その後、チャンバ10内を例えば1300℃に昇温し、キャリアガスとともに原料ガス(SiCl、C)を所定時間導入する。導入開始時におけるチャンバ10内の原料ガス濃度は、例えば15%~20%とされる。
Further, the heater unit 15 is driven to heat the inside of the chamber 10 to, for example, 500° C., and the inside of the chamber 10 is sucked from the gas outlet 12 to create a vacuum state.
Next, a carrier gas (H 2 ) is introduced into the chamber 10 through the gas inlet 11 at a predetermined flow rate. After that, the inside of the chamber 10 is heated to, for example, 1300° C., and the raw material gases (SiCl 4 , C 3 H 8 ) are introduced together with the carrier gas for a predetermined time. The raw material gas concentration in the chamber 10 at the start of introduction is, for example, 15% to 20%.

ここで、前記原料ガスは、キャリアガスによってカーボン基材2の上下面に沿って流れ、ガス流出口12より排出される。
また、カーボン基材2は、下面側周縁部を支持するよう設けられた、複数の回転駆動されるローラ22によって中心部Oを中心に回転しているため、カーボン基材2の下面側周縁部における支持位置が同じ箇所とならず(固定されず変化する)、形成膜の膜厚の均一性が向上する。
Here, the raw material gas flows along the upper and lower surfaces of the carbon substrate 2 by the carrier gas and is discharged from the gas outlet 12 .
In addition, since the carbon base material 2 is rotated around the center O by a plurality of rotationally driven rollers 22 provided to support the lower surface side peripheral edge part of the carbon base material 2 , the lower surface side peripheral edge part of the carbon base material 2 is rotated. The support position in the 1 is not the same (it is not fixed and changes), and the uniformity of the film thickness of the formed film is improved.

形成膜が所定の厚さ(例えば60μm以上)となるように所定時間(例えば14時間)原料ガスをチャンバ10内に供給する。
そして、この原料ガスの供給プロセスの最終段階(例えば終了前5~60分の段階)において、原料ガスを通常濃度の1/2~1/4まで段階的に濃度を希釈する。
これにより、原料ガスが通常よりも希薄な原料ガスとなされ、通常よりも成膜レートが低下し、結晶粒の大きさが揃った状態で成膜される。その結果、面内の成膜量が均一になりやすく、同一面内における放射率をより一定に近づけることができる。具体的には、ウェーハ載置面(及びその裏面)における放射率のばらつきが3%以内、且つ前記ウェーハ載置面と、その裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8に調整される。
予め設定された原料ガスの供給時間が経過すると、原料ガスの供給を停止し、更に所定時間経過後(例えば1時間後)にローラ22の回転を停止する。
The raw material gas is supplied into the chamber 10 for a predetermined time (eg, 14 hours) so that the formed film has a predetermined thickness (eg, 60 μm or more).
Then, in the final stage of the raw material gas supply process (for example, 5 to 60 minutes before the end), the raw material gas is diluted stepwise to 1/2 to 1/4 of the normal concentration.
As a result, the raw material gas is made leaner than usual, the film formation rate is lower than usual, and the crystal grains are formed in a uniform size. As a result, the amount of film formed in the plane tends to be uniform, and the emissivity in the same plane can be made more constant. Specifically, the variation in emissivity on the wafer mounting surface (and its back surface) is within 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and its back surface is 1:1 to 1:0.8. adjusted to
When a preset supply time of the raw material gas elapses, the supply of the raw material gas is stopped, and the rotation of the roller 22 is stopped after a predetermined time (for example, one hour) has passed.

これらの処理によりカーボン基材2上には、炭化ケイ素からなる薄膜3が形成され、本発明のサセプタ1が製造されることになる。この薄膜3は、カーボン基材2が原料ガスに曝される間、チャンバ10内でカーボン基材2を支持する位置が常に変化しているため、膜厚の均一性が高く形成されている。即ち、得られたサセプタ1において、その主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均に対する他の主面F2に形成された薄膜3Bの膜厚t2の平均の比率が、0.7~1.2の間に形成される。また、サセプタ1の主面F1において、中心部Oと外縁部F1aとにおける膜厚差d1、及び外縁部F1aの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差d2が、主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均の40%以下になるよう形成される。 By these treatments, a thin film 3 made of silicon carbide is formed on the carbon substrate 2, and the susceptor 1 of the present invention is manufactured. This thin film 3 is formed with high uniformity in film thickness because the position at which the carbon base material 2 is supported in the chamber 10 is constantly changing while the carbon base material 2 is exposed to the raw material gas. That is, in the obtained susceptor 1, the ratio of the average thickness t2 of the thin film 3B formed on the main surface F2 to the average thickness t1 of the thin film 3F formed on the main surface F1 is 0.7. ∼1.2. In addition, on the main surface F1 of the susceptor 1, a film thickness difference d1 between the central portion O and the outer edge portion F1a and a film thickness difference d2 between the maximum film thickness and the minimum film thickness of the outer edge portion F1a are formed on the main surface F1. It is formed so as to be 40% or less of the average film thickness t1 of the thin film 3F.

以上のように本発明に係る実施の形態によれば、サセプタ1において、カーボン基材2上に形成する薄膜3の膜厚均一性が高く形成されることにより、ウェーハ載置面における放射率のばらつきが3%以内とされ、且つ前記ウェーハ載置面と、その裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8となされる。
また、サセプタ1の主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均に対する他の主面F2に形成された薄膜3Bの膜厚t2の平均の比率が、0.7~1.2の間に形成され、サセプタ1の主面F1において、中心部Oと外縁部F1aとにおける膜厚差d1或いは外縁部F1aの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差d2が、主面F1に形成された薄膜3Fの膜厚t1の平均の40%以下になるよう形成される。
これにより、カーボン基材2の表面に形成された薄膜3の均一性が向上し、サセプタ1に温度斑が生じず、主面F1における熱伝導の均一性が良好となる。
その結果、そのサセプタを用いたシリコンウェーハへのエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
また、炭素材料からなるカーボン基材2に炭化ケイ素からなる薄膜をCVDにより形成する際、カーボン基材2に対する支持位置を固定しないことにより、カーボン基材2全体に対し均一な薄膜を形成することができる。また、それにより従来のように薄膜形成の途中でチャンバからカーボン基材2を取り出す必要が無く、汚染の抑制された単一層の薄膜を形成することができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, in the susceptor 1, the thin film 3 formed on the carbon substrate 2 has a highly uniform film thickness. The variation is within 3%, and the average emissivity ratio of the wafer mounting surface and the back surface thereof is set to 1:1 to 1:0.8.
Further, the ratio of the average thickness t2 of the thin film 3B formed on the main surface F2 of the susceptor 1 to the average thickness t1 of the thin film 3F formed on the main surface F1 of the susceptor 1 is 0.7 to 1.2. In the main surface F1 of the susceptor 1, the film thickness difference d1 between the central portion O and the outer edge portion F1a or the film thickness difference d2 between the maximum film thickness and the minimum film thickness of the outer edge portion F1a is formed on the main surface F1. It is formed so as to be 40% or less of the average film thickness t1 of the formed thin film 3F.
As a result, the uniformity of the thin film 3 formed on the surface of the carbon substrate 2 is improved, temperature unevenness does not occur in the susceptor 1, and the uniformity of heat conduction on the main surface F1 is improved.
As a result, a uniform epitaxial film can be obtained in the epitaxial film forming process on the silicon wafer using the susceptor.
Further, when a thin film made of silicon carbide is formed on the carbon base material 2 made of a carbon material by CVD, a uniform thin film can be formed on the entire carbon base material 2 by not fixing the support position with respect to the carbon base material 2. can be done. Further, it is not necessary to take out the carbon substrate 2 from the chamber in the middle of thin film formation as in the conventional method, and a single-layer thin film can be formed in which contamination is suppressed.

尚、前記実施の形態においては、ウェーハ載置面(及び裏面)の同一面内における放射率のばらつきを抑える方法として、原料ガスの供給プロセスの最終段階に、原料ガスを希釈するものとしたが、その例に限定されるものではない。
また、前記実施の形態においては、ザグリ部が形成されたサセプタを例に説明したが、本発明にあっては、その形態に限定されるものではなく、ザグリ部を有しないサセプタにも適用することができる。
また、ザグリ部を有する場合、図示したような円柱形状のザグリ部に限らず、例えば、凹状に湾曲したザグリ部を有するサセプタにも本発明を適用することができる。
In the above embodiment, as a method of suppressing variations in emissivity within the same plane of the wafer mounting surface (and back surface), the source gas is diluted at the final stage of the source gas supply process. , but not limited to that example.
Further, in the above-described embodiment, the susceptor having the counterbore portion was described as an example, but the present invention is not limited to this form, and can be applied to a susceptor having no counterbore portion. be able to.
Further, when the counterbore portion is provided, the present invention can be applied not only to the cylindrical counterbore portion shown in the figure, but also to a susceptor having a concavely curved counterbore portion, for example.

本発明に係るサセプタ及びその製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。
[実験1]
実験1では、サセプタの基材の材料として等方性黒鉛を用い、ザグリ部が形成されたカーボン基材を複数用意した。図3に示したCVD装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
前記CVD装置において、チャンバ内にカーボン基材を配置し、真空引き後、チャンバ内を500℃まで昇温してキャリアガス(H)をチャンバ内に導入した。次いで、チャンバ内を1300℃まで昇温し、カーボン基材の支持位置を固定しないように該基材を0.1rpmの回転速度で回転させ、カーボン基材の表裏面に沿って原料ガス(SiCl、C)を供給した。所定時間(14時間)の経過後、原料ガスの供給を止め、1時間後にカーボン基材の回転を停止して基材表面に厚さ70μmの炭化ケイ素の薄膜を形成した。
The susceptor and the manufacturing method thereof according to the present invention will be further described based on examples.
[Experiment 1]
In Experiment 1, isotropic graphite was used as the material of the base material of the susceptor, and a plurality of carbon base materials with counterbore portions were prepared. Using the CVD apparatus shown in FIG. 3, a silicon carbide film was formed on the substrate surface under a plurality of film thickness forming conditions.
In the CVD apparatus, a carbon substrate was placed in a chamber, and after evacuation, the temperature of the chamber was raised to 500° C., and carrier gas (H 2 ) was introduced into the chamber. Next, the inside of the chamber is heated to 1300° C., the substrate is rotated at a rotation speed of 0.1 rpm so as not to fix the support position of the carbon substrate, and the raw material gas (SiCl 4 , C3H8 ) was fed. After a predetermined time (14 hours), the supply of the raw material gas was stopped, and after 1 hour the rotation of the carbon substrate was stopped to form a silicon carbide thin film with a thickness of 70 μm on the surface of the substrate.

ここで、前記原料ガスの供給プロセス(14時間)のうち、最終段階(終了0.2時間前)において原料ガスの濃度を希釈して希薄化し、形成したサセプタのウェーハ載置面、及びその裏面の放射率のばらつきを抑えるようにした。
尚、実施例1~4及び比較例1~3の条件として放射率のばらつきを設定し、放射率のばらつきは、原料ガス濃度により調整した。尚、ウェーハ載置面及びその裏面の放射率の測定は、カーボン基材のウェーハ載置面の中心および前記中心から外周側に前記載置面の半径50%の位置する同心円上120°間隔で3ヶ所の計4点において、サーモフィッシャー製FTIR(フーリエ変換赤外線分光法)、及び積分球を用いる方法により行った。平均放射率は、上記4点の平均値、放射率ばらつきは、上記4点において(最大値-最小値)÷平均値によって算出した。なお、ウェーハ載置面の裏面についても、ウェーハ載置面と同じ測定位置において測定および算出を行った。
Here, in the final stage (0.2 hours before the end) of the raw material gas supply process (14 hours), the concentration of the raw material gas is diluted to dilute the wafer mounting surface and the back surface of the susceptor formed. to suppress variations in emissivity.
The emissivity variation was set as a condition for Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, and the emissivity variation was adjusted by the source gas concentration. The emissivity of the wafer mounting surface and its back surface was measured at 120° intervals on concentric circles located at the center of the wafer mounting surface of the carbon substrate and on the outer peripheral side from the center at a radius of 50% of the mounting surface. FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy) manufactured by Thermo Fisher Co., Ltd. and a method using an integrating sphere were used at a total of four points in three locations. The average emissivity was calculated at the above four points, and the emissivity variation was calculated at the above four points by (maximum value−minimum value)÷average value. The back surface of the wafer mounting surface was also measured and calculated at the same measurement position as the wafer mounting surface.

実施例1では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:1であった。
実施例2では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
実施例3では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例4では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例5では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
In Example 1, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate is 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface is 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface is 1. :1.
In Example 2, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate is 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface is 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface is 1. : 0.9.
In Example 3, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 4, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 5, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 4%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.

比較例1では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
比較例2では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.7であった。
In Comparative Example 1, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 4%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Comparative Example 2, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.7.

実施例1乃至5、比較例1、2において製造したサセプタを用いてシリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験1の結果を表1に示す。表1に示す各条件の評価は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
Using the susceptors manufactured in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2, a process for forming an epitaxial film on a silicon wafer was performed.
The results of Experiment 1 are shown in Table 1. Each condition shown in Table 1 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000002
Figure 2023004877000002

以上の実験1の結果より、基材表面に厚さ70μmの炭化ケイ素の薄膜を形成した場合、ウェーハ載置面(表面)の放射率のばらつきは、3%以内とし、且つウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8とすることにより、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性が良好となることを確認した。 From the results of Experiment 1 above, when a silicon carbide thin film having a thickness of 70 μm is formed on the substrate surface, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (surface) should be within 3%, and the wafer mounting surface and It was confirmed that the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer was improved by setting the average emissivity ratio of the back surface to 1:1 to 1:0.8.

[実験2]
実験2では、基材表面の炭化ケイ素薄膜の厚さを30μmに変更し、その他の条件は実験1と同様にして評価を行った。
[Experiment 2]
In Experiment 2, the thickness of the silicon carbide thin film on the substrate surface was changed to 30 μm, and other conditions were the same as those in Experiment 1 for evaluation.

実施例6では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:1であった。
実施例7では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
実施例8では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例9では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例10では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
In Example 6, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. :1.
In Example 7, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate is 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface is 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface is 1. : 0.9.
In Example 8, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 9, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 10, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 4%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.

比較例3では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
比較例4では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.7であった。
In Comparative Example 3, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 4%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Comparative Example 4, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.7.

実施例6乃至10、比較例3、4において製造したサセプタを用いてシリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験2の結果を表2に示す。表2に示す各条件の評価は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
Using the susceptors manufactured in Examples 6 to 10 and Comparative Examples 3 and 4, processing for forming epitaxial films on silicon wafers was performed.
The results of Experiment 2 are shown in Table 2. Each condition shown in Table 2 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000003
Figure 2023004877000003

表2に示される実験2の結果により、基材表面に厚さ30μmの炭化ケイ素の薄膜を形成した場合、ウェーハ載置面(表面)の放射率のばらつきは、3%以内とし、且つウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8とすることにより、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性が良好となることを確認した。 According to the results of Experiment 2 shown in Table 2, when a silicon carbide thin film having a thickness of 30 μm is formed on the substrate surface, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (surface) should be within 3%, and the wafer mounting surface should be within 3%. It was confirmed that the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer was improved by setting the ratio of the average emissivity between the placement surface and the back surface to 1:1 to 1:0.8.

[実験3]
実験3では、基材表面の炭化ケイ素薄膜の厚さを60μmに変更し、その他の条件は実験1と同様にして評価を行った。
[Experiment 3]
In Experiment 3, the thickness of the silicon carbide thin film on the substrate surface was changed to 60 μm, and other conditions were the same as those in Experiment 1 for evaluation.

実施例11では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:1であった。
実施例12では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
実施例13では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例14では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例15では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
In Example 11, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. :1.
In Example 12, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Example 13, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 14, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 15, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 4%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.

比較例5では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
比較例6では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.7であった。
In Comparative Example 5, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 4%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Comparative Example 6, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.7.

実施例11乃至15、比較例5、6において製造したサセプタを用いてシリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験3の結果を表3に示す。表3に示す各条件の評価は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
Using the susceptors manufactured in Examples 11 to 15 and Comparative Examples 5 and 6, a process for forming epitaxial films on silicon wafers was performed.
The results of Experiment 3 are shown in Table 3. Each condition shown in Table 3 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000004
Figure 2023004877000004

表3に示される実験3の結果により、基材表面に厚さ60μmの炭化ケイ素の薄膜を形成した場合、ウェーハ載置面(表面)の放射率のばらつきは、3%以内とし、且つウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8とすることにより、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性が良好となることを確認した。 According to the results of Experiment 3 shown in Table 3, when a silicon carbide thin film having a thickness of 60 μm is formed on the substrate surface, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (surface) should be within 3%, and the wafer mounting surface should be within 3%. It was confirmed that the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer was improved by setting the ratio of the average emissivity between the placement surface and the back surface to 1:1 to 1:0.8.

[実験4]
実験4では、基材表面の炭化ケイ素薄膜の厚さを140μmに変更し、その他の条件は実験1と同様にして評価を行った。
[Experiment 4]
In Experiment 4, the thickness of the silicon carbide thin film on the substrate surface was changed to 140 μm, and other conditions were the same as those in Experiment 1 for evaluation.

実施例16では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:1であった。
実施例17では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
実施例18では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例19では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例20では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
In Example 16, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. :1.
In Example 17, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Example 18, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 19, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 20, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 4%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.

比較例7では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
比較例8では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.7であった。
In Comparative Example 7, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 4%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Comparative Example 8, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.7.

実施例16乃至20、比較例7、8において製造したサセプタを用いてシリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験4の結果を表4に示す。表4に示す各条件の評価は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
Using the susceptors manufactured in Examples 16 to 20 and Comparative Examples 7 and 8, processing for forming epitaxial films on silicon wafers was performed.
The results of Experiment 4 are shown in Table 4. Each condition shown in Table 4 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000005
Figure 2023004877000005

表4に示される実験4の結果により、基材表面に厚さ140μmの炭化ケイ素の薄膜を形成した場合、ウェーハ載置面(表面)の放射率のばらつきは、3%以内とし、且つウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8とすることにより、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性が良好となることを確認した。 According to the results of Experiment 4 shown in Table 4, when a silicon carbide thin film having a thickness of 140 μm is formed on the substrate surface, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (surface) should be within 3%, and the wafer mounting surface should be within 3%. It was confirmed that the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer was improved by setting the ratio of the average emissivity between the placement surface and the back surface to 1:1 to 1:0.8.

[実験5]
実験5では、基材表面の炭化ケイ素薄膜の厚さを200μmに変更し、その他の条件は実験1と同様にして評価を行った。
[Experiment 5]
In Experiment 5, the thickness of the silicon carbide thin film on the substrate surface was changed to 200 μm, and the other conditions were the same as those in Experiment 1 for evaluation.

実施例21では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:1であった。
実施例22では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
実施例23では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例24では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが1%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
実施例25では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが2%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.8であった。
In Example 21, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. :1.
In Example 22, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Example 23, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 1%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 24, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 1%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.
In Example 25, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 2%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 4%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.8.

比較例9では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが4%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.9であった。
比較例10では、カーボン基材のウェーハ載置面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面の裏面の放射率ばらつきが3%、ウェーハ載置面と裏面との平均放射率の比が1:0.7であった。
In Comparative Example 9, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 4%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.9.
In Comparative Example 10, the emissivity variation of the wafer mounting surface of the carbon substrate was 3%, the emissivity variation of the back surface of the wafer mounting surface was 3%, and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface was 1. : 0.7.

実施例21乃至25、比較例9、10において製造したサセプタを用いてシリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験5の結果を表5に示す。表5に示す各条件の評価は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
Using the susceptors manufactured in Examples 21 to 25 and Comparative Examples 9 and 10, processing for forming an epitaxial film on a silicon wafer was performed.
The results of Experiment 5 are shown in Table 5. Each condition shown in Table 5 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000006
Figure 2023004877000006

表5に示される実験5の結果により、基材表面に厚さ200μmの炭化ケイ素の薄膜を形成した場合、ウェーハ載置面(表面)の放射率のばらつきは、3%以内とし、且つウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8とすることにより、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性が良好となることを確認した。 According to the results of Experiment 5 shown in Table 5, when a silicon carbide thin film having a thickness of 200 μm is formed on the substrate surface, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (surface) should be within 3%, and the wafer mounting surface should be within 3%. It was confirmed that the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer was improved by setting the ratio of the average emissivity between the placement surface and the back surface to 1:1 to 1:0.8.

以上の実験1~5の結果により、基材表面に形成する炭化ケイ素の薄膜厚さがいずれの条件の場合であっても、ウェーハ載置面(表面)の放射率のばらつきは、3%以内とし、且つウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比が1:1~1:0.8とすることにより、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性が良好となることを確認した。
また、より好ましくは、サセプタ裏面の放射率のばらつきも3%以内とすることで、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性がより良好となることを確認した。
From the results of Experiments 1 to 5 above, regardless of the thickness of the silicon carbide thin film formed on the substrate surface, the variation in the emissivity of the wafer mounting surface (surface) is within 3%. and the ratio of the average emissivity between the wafer mounting surface and the back surface thereof is 1:1 to 1:0.8, the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer is improved.
More preferably, it was confirmed that the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer was improved by keeping the variation in the emissivity of the back surface of the susceptor within 3%.

[実験6]
実験6では、カーボン基材の表面に形成する炭化ケイ素膜の好適な膜厚について検討した。実施例26~30、及び比較例11~13において、膜厚は、原料ガスの供給時間により調整した。更に、この実験6では、原料ガスの供給工程の最終段階において、原料ガスを希釈し、得られたサセプタのウェーハ載置面、及び裏面の放射率のばらつきをいずれも3%以内とし、ウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比を1:1~1:0.8の範囲となるように調整した。
[Experiment 6]
In Experiment 6, a suitable film thickness of the silicon carbide film formed on the surface of the carbon substrate was examined. In Examples 26-30 and Comparative Examples 11-13, the film thickness was adjusted by the supply time of the raw material gas. Furthermore, in Experiment 6, the raw material gas was diluted in the final stage of the raw material gas supply process, and the dispersion of the emissivity of the obtained wafer mounting surface and the back surface of the susceptor was kept within 3%. The average emissivity ratio of the placement surface and its back surface was adjusted to be in the range of 1:1 to 1:0.8.

そして、得られたサセプタを用い、エピタキシャル成膜処理とクリーニング処理とを繰り返し行い、所定のライフ時間(連続運転4000時間)を達成できるかを検証した。
実施例26では、主面(ウェーハ載置面)における炭化ケイ素膜の膜厚が42μmであった。また、前記膜厚は、実施例27では55μm、実施例28では58μm、実施例29では61μm、実施例30では66μmであった。
また、前記膜厚は、実施例31では70μm、実施例32では80μm、実施例33では100μmであった。
実験6の評価を表6に示す。
Using the obtained susceptor, the epitaxial film formation process and the cleaning process were repeated to verify whether a predetermined life time (4000 hours of continuous operation) could be achieved.
In Example 26, the film thickness of the silicon carbide film on the main surface (wafer mounting surface) was 42 μm. The film thickness was 55 μm in Example 27, 58 μm in Example 28, 61 μm in Example 29, and 66 μm in Example 30.
The film thickness was 70 μm in Example 31, 80 μm in Example 32, and 100 μm in Example 33.
The evaluation of Experiment 6 is shown in Table 6.

Figure 2023004877000007
Figure 2023004877000007

表6に示すように炭化ケイ素膜が60μmを下回るサセプタにあっては、必要なライフを得ることができなかった。よって、炭化ケイ素膜は60μm以上が好ましいことを確認した。 As shown in Table 6, a susceptor with a silicon carbide film of less than 60 μm could not obtain the required life. Therefore, it was confirmed that the silicon carbide film preferably has a thickness of 60 μm or more.

[実験7]
実験7では、サセプタの基材の材料として等方性黒鉛を用い、ザグリ部が形成されたカーボン基材を用意した。図3に示したCVD装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
[Experiment 7]
In Experiment 7, isotropic graphite was used as the material for the base material of the susceptor, and a carbon base material having a counterbore was prepared. Using the CVD apparatus shown in FIG. 3, a silicon carbide film was formed on the substrate surface under a plurality of film thickness forming conditions.
Next, using the susceptor formed under each condition, the silicon wafer was processed to form an epitaxial film.

サセプタの製造においては、図3に示したCVD装置を用いて、サセプタの基材の表面に炭化ケイ素膜を形成する際、処理時間を増減することにより膜厚を調整した。更に、この実験7では、原料ガスの供給工程の最終段階において、原料ガスを希釈し、得られたサセプタのウェーハ載置面、及び裏面の放射率のばらつきをいずれも3%以内とし、ウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比を1:1~1:0.8の範囲となるように調整した。
サセプタの形成後、その主面(ウェーハ載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面(ウェーハ非載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均の比率を求めた。なお、その主面(ウェーハ載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚および他の主面(ウェーハ非載置面)に形成された炭化ケイ素の膜厚の平均値は、放射率測定箇所と同じ位置の断面を光学顕微鏡を用いて測定し、それらの平均を算出した。
In the manufacture of the susceptor, the CVD apparatus shown in FIG. 3 was used to adjust the film thickness by increasing or decreasing the processing time when forming the silicon carbide film on the surface of the substrate of the susceptor. Furthermore, in Experiment 7, the raw material gas was diluted in the final stage of the raw material gas supply process, and the variation in the emissivity of the obtained wafer mounting surface and the back surface of the susceptor was controlled to within 3%. The average emissivity ratio of the placement surface and its back surface was adjusted to be in the range of 1:1 to 1:0.8.
After the formation of the susceptor, the average thickness of the silicon carbide film formed on the other main surface (wafer non-mounting surface) relative to the average thickness of the silicon carbide film formed on the main surface (wafer mounting surface) The ratio of The average value of the film thickness of the silicon carbide film formed on the principal surface (wafer mounting surface) and the film thickness of the silicon carbide film formed on the other principal surface (wafer non-mounting surface) was determined by emissivity measurement. Cross sections at the same positions as the points were measured using an optical microscope, and their average was calculated.

表7に示すように前記比率は、実施例34では0.5であり、実施例35では0.6であり、実施例36では0.7であり、実施例37では0.8であり、実施例38では0.9であり、実施例39では1.0であった。
また、実施例40では前記比率が1.1であり、実施例41では1.2であり、実施例42では1.3であり、実施例43では1.4であった。
As shown in Table 7, the ratio is 0.5 for Example 34, 0.6 for Example 35, 0.7 for Example 36, and 0.8 for Example 37; In Example 38 it was 0.9 and in Example 39 it was 1.0.
The ratio was 1.1 in Example 40, 1.2 in Example 41, 1.3 in Example 42, and 1.4 in Example 43.

尚、実施例34~43にあっては、サセプタの主面(ウェーハ載置面)において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合(%)はいずれも30%とした。さらにサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合(%)についても、いずれも30%とした。
実験7の結果を表7に示す。表7に示す各条件の評価は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
In Examples 34 to 43, on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor, the ratio ( %) was set to 30%. Furthermore, on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor, the ratio (%) of the film thickness difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness at the outer edge to the average film thickness of the thin film formed on the main surface is Both were 30%.
The results of Experiment 7 are shown in Table 7. Each condition shown in Table 7 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000008
Figure 2023004877000008

実験7の結果よりサセプタの主面(ウェーハ載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面(ウェーハ非載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均の比率は0.7~1.2の範囲であればエピタキシャル膜の膜厚均一性が良好になることを確認した。 From the results of Experiment 7, the thickness of the silicon carbide film formed on the other main surface (wafer non-mounting surface) relative to the average thickness of the silicon carbide film formed on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor. It was confirmed that if the average ratio is in the range of 0.7 to 1.2, the film thickness uniformity of the epitaxial film is improved.

[実験8]
実験8では、実験7と同様に図3に示したCVD装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
[Experiment 8]
In Experiment 8, the CVD apparatus shown in FIG. 3 was used in the same manner as in Experiment 7, and a silicon carbide film was formed on the substrate surface under a plurality of film thickness forming conditions.
Next, using the susceptor formed under each condition, the silicon wafer was processed to form an epitaxial film.

サセプタの製造においては、図3に示したCVD装置を用いて、サセプタの基材の表面に炭化ケイ素膜を形成する際、処理時間を増減することにより膜厚を調整した。そして、原料ガスの供給工程の最終段階において、原料ガスを希釈し、得られたサセプタのウェーハ載置面、及び裏面の放射率のばらつきをいずれも3%以内とし、ウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比を1:1~1:0.8の範囲となるように調整した。
薄膜形成終了後、CVD装置より取り出したサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合(%)を求めた。
In the manufacture of the susceptor, the CVD apparatus shown in FIG. 3 was used to adjust the film thickness by increasing or decreasing the processing time when forming the silicon carbide film on the surface of the substrate of the susceptor. Then, in the final stage of the raw material gas supply process, the raw material gas is diluted, and the variation in emissivity between the wafer mounting surface and the back surface of the obtained susceptor is set to within 3%. The average emissivity ratio was adjusted to be in the range of 1:1 to 1:0.8.
Ratio (%) of the film thickness difference between the center and the outer edge of the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor taken out from the CVD apparatus after the completion of the thin film formation, to the average film thickness of the thin film formed on the main surface. asked for

前記割合は、実施例44では0%であり、実施例45では10%であり、実施例46では20%であり、実施例47では30%であり、実施例48では40%であった。また、前記割合は、実施例49では50%であり、実施例50では60%であった。 Said percentages were 0% for Example 44, 10% for Example 45, 20% for Example 46, 30% for Example 47 and 40% for Example 48. The ratio was 50% in Example 49 and 60% in Example 50.

尚、実施例44~50にあっては、サセプタの主面(ウェーハ載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面(ウェーハ非載置面)に形成された薄膜の膜厚の平均の比率をいずれも1.0とした。さらにサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合(%)については、いずれも30%とした。
実験8の結果を表8に示す。表8に示す各条件の評価は、実験7と同様にシリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
In Examples 44 to 50, the average thickness of the silicon carbide film formed on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor was formed on the other main surface (wafer non-mounting surface). The average ratio of the film thickness of each thin film was set to 1.0. Furthermore, on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor, the ratio (%) of the film thickness difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness at the outer edge to the average film thickness of the thin film formed on the main surface is as follows: Both were 30%.
The results of Experiment 8 are shown in Table 8. Each condition shown in Table 8 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer as in Experiment 7. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000009
Figure 2023004877000009

実験8の結果よりサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、中心と外縁部とにおける膜厚差が、主面に形成された薄膜の膜厚の平均の0%~40%の範囲であればエピタキシャル膜の膜厚均一性が良好になることを確認した。 From the results of Experiment 8, it was found that the film thickness difference between the center and the outer edge of the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor was within the range of 0% to 40% of the average film thickness of the thin film formed on the main surface. It was confirmed that the film thickness uniformity of the epitaxial film was improved.

[実験9]
実験9では、実験7と同様に図3に示したCVD装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
[Experiment 9]
In Experiment 9, the CVD apparatus shown in FIG. 3 was used in the same manner as in Experiment 7, and a silicon carbide film was formed on the substrate surface under a plurality of film thickness forming conditions.
Next, using the susceptor formed under each condition, the silicon wafer was processed to form an epitaxial film.

サセプタの製造においては、図3に示したCVD装置を用いて、サセプタの基材の表面に炭化ケイ素膜を形成する際、処理時間を増減することにより膜厚を調整した。そして、原料ガスの供給工程の最終段階において、原料ガスを希釈し、得られたサセプタのウェーハ載置面、及び裏面の放射率のばらつきをいずれも3%以内とし、ウェーハ載置面とその裏面の平均放射率の比を1:1~1:0.8の範囲となるように調整した。
薄膜形成終了後、CVD装置より取り出したサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合(%)を求めた。
In the manufacture of the susceptor, the CVD apparatus shown in FIG. 3 was used to adjust the film thickness by increasing or decreasing the processing time when forming the silicon carbide film on the surface of the substrate of the susceptor. Then, in the final stage of the raw material gas supply process, the raw material gas is diluted, and the variation in emissivity between the wafer mounting surface and the back surface of the obtained susceptor is set to within 3%. The average emissivity ratio was adjusted to be in the range of 1:1 to 1:0.8.
After the completion of thin film formation, on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor taken out from the CVD apparatus, the difference in film thickness between the maximum film thickness and the minimum film thickness at the outer edge, which is the thickness of the thin film formed on the main surface. A ratio (%) to the average was obtained.

前記割合は、実施例51では0%であり、実施例52では10%であり、実施例53では20%であり、実施例54では30%であり、実施例55では40%であった。また、前記割合は、実施例56では50%であり、実施例57では60%であった。 Said percentage was 0% for Example 51, 10% for Example 52, 20% for Example 53, 30% for Example 54 and 40% for Example 55. The ratio was 50% in Example 56 and 60% in Example 57.

尚、実施例51~57にあっては、サセプタの主面(ウェーハ載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面(ウェーハ非載置面)に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均の比率をいずれも1.0とした。さらにサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合(%)については、いずれも30%とした。
実験9の結果を表9に示す。表9に示す各条件の評価は、実験7、8と同様にシリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±5%以下を○、±5%超~7%を△、±7%を超えたものを×とした。
In Examples 51 to 57, the average thickness of the silicon carbide film formed on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor was formed on the other main surface (non-wafer mounting surface). The average ratio of the film thickness of the silicon carbide film was set to 1.0. Furthermore, on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor, the ratio (%) of the film thickness difference between the center and the outer edge to the average film thickness of the thin film formed on the main surface was set to 30%. .
The results of Experiment 9 are shown in Table 9. Each condition shown in Table 9 was evaluated based on the uniformity of the epitaxial film formed on the silicon wafer as in Experiments 7 and 8. The in-plane distribution of the film thickness of the epitaxial film was evaluated as ◯ when it was ±5% or less, Δ when it exceeded ±5% to 7%, and × when it exceeded ±7%.

Figure 2023004877000010
Figure 2023004877000010

実験9の結果よりサセプタの主面(ウェーハ載置面)において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差が、主面に形成された薄膜の膜厚の平均の0%~40%の範囲であればエピタキシャル膜の膜厚均一性が良好になることを確認した。 From the results of Experiment 9, on the main surface (wafer mounting surface) of the susceptor, the film thickness difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness at the outer edge is 0% to 0% of the average film thickness of the thin film formed on the main surface. It was confirmed that the film thickness uniformity of the epitaxial film was improved within the range of 40%.

1 サセプタ
2 カーボン基材
3 薄膜
4 ザグリ部
5 CVD装置
10 チャンバ
11 ガス流入口
12 ガス流出口
20 支持脚
Reference Signs List 1 susceptor 2 carbon substrate 3 thin film 4 counterbore 5 CVD device 10 chamber 11 gas inlet 12 gas outlet 20 support leg

Claims (5)

炭素材料からなる基材を有し、シリコンウェーハが載置される一の主面および前記一の主面と対向する他の主面を有するサセプタであって、
前記基材の全面が炭化ケイ素からなる薄膜で被覆され、
前記一の主面における放射率のばらつきが3%以内であり、且つ前記一の主面と対向する他の主面の平均放射率の比が1:1~1:0.8であることを特徴とするサセプタ。
A susceptor having a substrate made of a carbon material and having one main surface on which a silicon wafer is placed and another main surface facing the one main surface,
The entire surface of the base material is coated with a thin film made of silicon carbide,
Variation in emissivity of the one main surface is within 3%, and the ratio of average emissivity of the one main surface and the other main surface facing each other is 1:1 to 1:0.8. A susceptor characterized by:
前記一の主面と対向する他の主面の放射率のばらつきが3%以内であることを特徴とする請求項1に記載されたサセプタ。 2. The susceptor according to claim 1, wherein a variation in emissivity between said one principal surface and the other principal surface is within 3%. 前記一の主面に形成された薄膜の膜厚に対する前記他の主面に形成された薄膜の膜厚の比率が0.7以上1.2以下であり、前記一の主面において、中心部と外縁部とにおける膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の40%以下、かつ、前記一の主面の外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の40%以下であることを特徴とする請求項1に記載されたサセプタ。 The ratio of the thickness of the thin film formed on the other main surface to the thickness of the thin film formed on the one main surface is 0.7 or more and 1.2 or less, and the one main surface has a central portion and the outer edge portion is 40% or less of the average value of the film thickness of the thin film formed on the one main surface, and the maximum thickness and the minimum thickness of the outer edge portion of the one main surface 2. The susceptor according to claim 1, wherein the film thickness difference between the two is 40% or less of the average film thickness of the thin film formed on the one main surface. 前記基材の全面に形成された炭化ケイ素からなる薄膜の膜厚は、少なくとも60μmであることを特徴とする請求項1に記載されたサセプタ。 2. The susceptor according to claim 1, wherein the thin film of silicon carbide formed on the entire surface of the substrate has a thickness of at least 60 [mu]m. 前記請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載されたサセプタの製造方法であって、
チャンバ内において炭素材料からなる基材を、該基材に対する支持位置を移動させながら支持し、
前記基材の前記一の主面に対し原料ガスの供給方向が平行になるように供給し、前記基材の全面に炭化ケイ素からなる薄膜を形成する工程を備えることを特徴とするサセプタの製造方法。
A method for manufacturing the susceptor according to any one of claims 1 to 4,
supporting a substrate made of a carbon material in a chamber while moving a supporting position with respect to the substrate;
Manufacture of a susceptor characterized by comprising a step of forming a thin film made of silicon carbide on the entire surface of the substrate by supplying the material gas so that the supply direction is parallel to the one main surface of the substrate. Method.
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