JP3541838B2 - サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体基板（以下、基板と略称することがある。）の主表面上へのエピタキシャル層（例えばシリコンエピタキシャル層）の気相成長は、反応容器内にサセプタを配し、このサセプタ上に基板を配置した状態で、基板を加熱装置により所望の成長温度に加熱するとともに、ガス供給装置により基板の主表面上に原料ガスを供給することによって行うようにしている。
ところで、例えば、ｐ+型のボロン（Ｂ）ドープ基板上にｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合などのように、ドーパント濃度が高い（従って低抵抗率の）基板上に低濃度（従って高抵抗率）のエピタキシャル層を気相成長させる場合には、基板内より気相中に一旦放出されたドーパントがエピタキシャル層にドーピングされる現象（以下、オートドープという。）が発生する。このオートドープは、加熱により基板内から外方拡散するドーパント、ならびに、基板の表面が気相エッチングされることにより基板内から放出されるドーパントに起因して発生する。オートドープが発生すると、気相成長後のエピタキシャル層のドーパント濃度が、中心から周縁部に向かうにつれて高くなってしまうという問題がある（逆に、抵抗率は、ｐ-／ｐ+型あるいはｎ-／ｎ+型の場合、中心から周縁部に向かうにつれて小さくなる）。
従来は、このようなオートドープが発生してしまうのを防止するため、基板の主裏面に予めシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜、以下単に酸化膜という。）を形成しておいてから、該酸化膜により基板内からのドーパントの放出を防止しつつ気相成長を行うことにより、抵抗率（およびドーパント濃度）の面内均一化を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、基板の主裏面に予め酸化膜を形成しておいてから気相成長を行う場合、酸化膜を形成するための工程が必要となり生産性が悪い。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、基板の主裏面に予め酸化膜を形成せずに、エピタキシャル層の抵抗率（ドーパント濃度）の面内均一化を容易に実現し得るサセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のサセプタは、気相成長の際に半導体基板を支持するサセプタにおいて、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有し、該貫通部は、当該サセプタにより支持された半導体基板を当該サセプタを介して裏面側より加熱する熱源からの、当該貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることにより、半導体基板の局部的過熱を抑制する過熱抑制部を備えることを特徴としている。
【０００６】
本発明のサセプタによれば、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有するので、気相成長時の加熱によって半導体基板から外方拡散するドーパント、或いは、気相エッチングにより半導体基板内から放出されるドーパントを、貫通部を介してサセプタの裏面側から好適に放出できる。よって、これらドーパントが基板の主表面側に回り込んでしまうことを好適に抑制できる。このため、基板の主裏面にオートドープ防止用の酸化膜を形成しなくてもオートドープの発生を大幅に抑制でき、結果、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化が図れる。つまり、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を、特別な工程を要しないで容易に実現できる。
【０００７】
ここで、サセプタが、例えば、当該サセプタ板面に直交し、半導体基板を支持する側の面からその裏面へと直線状に貫通する貫通部を有する場合には、サセプタにより支持された半導体基板を該サセプタを介して裏面側より加熱する熱源からの、該貫通部を介した直接的な熱輻射の影響で、半導体基板において該貫通部に対応する部位が局部的に過熱されてしまう。この結果、半導体基板において該貫通部に対応する部位におけるエピタキシャル層の膜厚が大きくなって、エピタキシャル層に隆起部が形成されてしまう。
【０００８】
この事情に対し、本発明のサセプタの貫通部は、過熱抑制部を備えるので、熱源から半導体基板への貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。よって、半導体基板の局部的過熱を抑制することができる。従って、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制でき、エピタキシャルウェーハにおけるフラットネスを良好にすることができる。
【０００９】
なお、本発明のサセプタは、気相成長の際に半導体基板を支持するサセプタにおいて、半導体基板を支持する側の面と、その裏面とから、互いに一部のみが重なり合うように位置のずれた孔部が、各々は当該サセプタを貫通しないが当該サセプタ内部で互いに通じ合う深さに形成され、これら孔部の総体により、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部が構成されていることが、好ましい一例である。
この場合、半導体基板を支持する側の面と、その裏面とから形成された孔部の、各々の突き当たりの部位が、それぞれ熱源から半導体基板への直接的な熱輻射を妨げる過熱抑制部を構成したことになる。
【００１０】
また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造装置は、半導体基板の主表面上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するためのエピタキシャルウェーハの製造装置において、本発明のサセプタを備えることを特徴とする。
また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、本発明のサセプタにより支持させた半導体基板の主表面上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００１２】
先ず、図３および図４を参照して、本発明に係るエピタキシャルウェーハ製造装置の一例としての枚葉式のエピタキシャルウェーハ製造装置１０について説明する。
エピタキシャルウェーハ製造装置１０は、サセプタ２０（詳細後述）と、該サセプタ２０が内部に配される反応容器１１と、サセプタ２０を支持して回転駆動及び昇降動作させるサセプタ支持部材１２と、サセプタ２０を表裏に貫通するとともに該サセプタ２０に対し昇降動作可能に設けられ、基板Ｗを支持した状態で昇降動作するのに伴わせてサセプタ２０上に着脱するためのリフトピン１３と、気相成長の際に基板Ｗを所望の成長温度に加熱するための加熱装置１４ａ、１４ｂ（具体的には、例えばハロゲンランプ）と、原料ガス（具体的には、例えばトリクロロシラン等）およびキャリアガス（具体的には、例えば水素等）を含む気相成長用ガスを反応容器１１内のサセプタ２０上側の領域に導入して該サセプタ２０上の基板Ｗの主表面上に供給する気相成長用ガス導入管１５と、反応容器１１に対しこの気相成長用ガス導入管１５と同じ側に設けられパージガス（具体的には、例えば水素等）を反応容器１１内のサセプタ２０下側の領域に導入するパージガス導入管１６と、これらパージガス導入管１６および気相成長用ガス導入管１５と反応容器１１に対し反対側に設けられ該反応容器１１からガス（気相成長用ガスおよびパージガス）を排気する排気管１７とを備えて概略構成されている。
【００１３】
このうち、サセプタ２０は、気相成長の際に半導体基板Ｗ（以下、基板Ｗと略称することがある。）を支持するものであり、例えば炭化珪素で被覆されたグラファイトにより構成されている。
このサセプタ２０は、図１に示すように、例えば略円盤状に構成され、その主表面には、該主表面上に基板Ｗを位置決めするための座ぐり２１（平面視円形の凹部）が形成されている。
この座ぐり２１は、例えば図１（ａ）に示すような状態で基板Ｗの外周縁部を支持する円環状（図１（ｂ）参照）の外周側部分２１ａと、該外周側部分２１ａの内側に該外周側部分２１ａよりも下側に窪んだ状態に形成された平面視円形の内周側部分２１ｂとを有する二段構成を成している。なお、このうち外周側部分２１ａは例えば略平面に形成され、内周側部分２１ｂは凹曲面形状に形成されている。
【００１４】
そして、サセプタ２０の、例えば内周側部分２１ｂには、当該サセプタ２０の裏面に貫通する貫通部２２が形成されている。すなわち、サセプタ１０は、基板Ｗを支持する側の面から裏面に貫通する貫通部２２を有している。
この貫通部２２は、当該サセプタ２０により支持された基板Ｗを該サセプタ２０を介して裏面側より加熱する熱源（加熱装置１４ａ、１４ｂのうち、特に加熱装置１４ｂ）からの、該貫通部２２を介した直接的な熱輻射を妨げることにより、基板Ｗの局部的過熱を抑制する過熱抑制部２２１，２２２（図２）を備える。より具体的には、サセプタ２０の例えば内周側部分２１ｂには、基板Ｗを支持する側の面と、その裏面とから、（サセプタ２０の盤面に対し直交方向において）互いに一部のみが重なり合うように位置のずれた孔部２２３，２２４が、各々は当該サセプタ２０を貫通しないが当該サセプタ２０内部で互いに通じ合う深さに形成されている。この結果、これら孔部２２３，２２４の総体により、貫通部２２が構成されている。そして、当該サセプタ２０において、孔部２２３が突き当たる部位が過熱抑制部２２１を構成し、孔部２２４が突き当たる部位が過熱抑制部２２２を構成している。
【００１５】
なお、貫通部２２は、より具体的には、例えば内周側部分２１ｂの最外周部に形成されている。また、例えば、基板Ｗを支持する側の面から形成された孔部２２３は、裏面から形成された孔部２２４よりも、当該サセプタ２０の外周側に位置している。
さらに、図１（ｂ）に示すように、貫通部２２は、多数が、座ぐり２１と中心が等しい円周上に、例えば等間隔に配されている（図１（ｂ）では、一部の貫通部２２にのみ符号を付している。）。つまり、多数の貫通部２２が、座ぐり２１と中心が等しい円周上に万遍なく形成されている。
【００１６】
また、図１に示すように、サセプタ２０の座ぐり２１の内周側部分２１ｂには、サセプタ２０の裏面に貫通した状態に形成され、リフトピン１３が貫通されるリフトピン貫通用孔部２３が形成されている。
このリフトピン貫通用孔部２３は、例えば、座ぐり２１と中心を等しくする円周上に、等角度間隔で三箇所に配設されている。
【００１７】
ここで、例えば図３に示すように、リフトピン１３は、例えば丸棒状に構成された胴体部１３ａと、該胴体部１３ａの上端部に形成され、基板Ｗを下面側から支持する頭部１３ｂと、を備えている。このうち頭部１３ｂは、基板Ｗを支持しやすいように胴体部１３ａに比べて拡径されている。そして、リフトピン１３は、その下端部から、リフトピン貫通用孔部２３に挿入された結果、該リフトピン貫通用孔部２３の縁部により頭部１３ｂが下方に抜け止めされて、サセプタ１０により支持されるとともに、その胴体部１３ａを該リフトピン貫通用孔部２３より垂下させた状態となっている。なお、リフトピン１３の胴体部１３ａは、サセプタ支持部材１２の支持アーム１２ａに設けられた貫通孔１２ｂも貫通している。
【００１８】
また、サセプタ支持部材１２は、複数の支持アーム１２ａ（図３等）を放射状に備え、これら支持アーム１２ａにより、サセプタ２０を下面側から支持している。これにより、サセプタ２０は、その上面が略水平状態に保たれている。
【００１９】
エピタキシャルウェーハ製造装置１０は、以上のように構成されている。
そして、このエピタキシャルウェーハ製造装置１０を用いて、以下の要領で気相成長を行うことにより、基板Ｗの主表面上にシリコンエピタキシャル層を形成してシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。
【００２０】
先ず、基板Ｗを反応容器１１内のサセプタ２０により支持させる。
このためには、先ず、リフトピン１３上に基板Ｗを受け渡すために、各リフトピン１３を、互いに略等量だけサセプタ２０上面より上方に突出するように該サセプタ２０に対し相対的に上昇させる。このためには、サセプタ支持部材１２を下降させるのに伴わせてサセプタ２０を下降させる。この下降の過程で、リフトピン１３の下端部が、例えば反応容器１１の内部底面に到達して以後は、リフトピン１３はそれ以上に下降できないが、サセプタ２０はさらに下降する。このため、サセプタ２０に対し相対的にリフトピン１３が上昇し、やがて、図４において、基板Ｗが無い状態となる。
次に、図示しないハンドラにより基板Ｗを反応容器１１内に搬送し、上記上昇動作後の各リフトピン１３の頭部１３ｂにより、主表面を上にして基板Ｗを支持させる。
次に、基板Ｗをサセプタ２０により支持させるために、各リフトピン１３をサセプタ２０に対し相対的に下降させる。このためには、ハンドラを待避させる一方で、サセプタ支持部材１２を上昇させるのに伴わせて、サセプタ２０を上昇させる。この上昇の過程で、座ぐり２１の外周側部分２１ａが基板Ｗの主裏面に到達すると、それまでリフトピン１３の頭部１３ｂ上に支持されていた基板Ｗが、座ぐり２１の外周側部分２１ａにより支持された状態へと移行する。さらに、リフトピン貫通用孔部２３の縁部がリフトピン１３の頭部１３ｂに到達すると、それまで反応容器１１の内部底面により支持された状態であったリフトピン１３は、サセプタ２０により支持された状態へと移行する。
【００２１】
このようにサセプタ２０により基板Ｗを支持させたら、気相成長を行う。
すなわち、サセプタ支持部材１２を鉛直軸周りに回転駆動することによりサセプタ２０を回転させるのに伴わせて基板Ｗを回転させるとともに、該サセプタ２０上の基板Ｗを加熱装置１４により所望の成長温度に加熱しながら、気相成長用ガス導入管１５を介して基板Ｗの主表面上に気相成長用ガスを略水平に供給する一方で、パージガス導入管１６を介してサセプタ２０の下側にパージガスを略水平に導入する。従って、気相成長中、サセプタ２０の上側には、気相成長用ガス流が、下側には、パージガス流が、それぞれサセプタ２０および基板Ｗと略平行に形成される。
このように気相成長を行うことにより、基板Ｗの主表面上にエピタキシャル層を形成して、エピタキシャルウェーハを製造することができる。
【００２２】
このようにエピタキシャルウェーハを製造したら、該製造後のエピタキシャル
ウェーハを、反応容器１１外に搬出する。
すなわち、予めサセプタ２０の回転を止めた後に、サセプタ支持部材１２を下降させて、図４に示すように、各リフトピン１３を互いに略等量だけサセプタ２０上方に突出動作させ、この突出動作に伴わせて基板Ｗをサセプタ２０の座ぐり２１上方に上昇させる。そして、図示しないハンドラにより基板Ｗを搬出する。
【００２３】
ここで、気相成長中は、基板Ｗを加熱するため、この加熱により基板Ｗに含まれるドーパントが基板Ｗ外に外方拡散して気相中に放出される。
また、気相成長の直前には、例えば塩化水素ガスを基板Ｗ表面に流すことにより気相エッチングを行って該表面の自然酸化膜を除去したりするため、基板Ｗは僅かにエッチングされてガス化する。さらに、気相成長用ガス中には、原料ガスの他に、キャリアガスとして例えば水素を含んでいる上、上記パージガスとしても例えば水素を用いるため、この水素によっても基板Ｗは僅かにエッチングされてガス化する。従って、これらの理由によっても、基板Ｗに含まれるドーパントが気相中に放出される。
つまり、これらいくつかの理由により、気相成長の際には基板Ｗ内から気相中にドーパントが放出されることになる。
【００２４】
これに対し、本実施の形態のサセプタ２０は、基板Ｗを支持する側の面から裏面に貫通する貫通部２２を有し、しかも、この貫通部２２は、気相成長の際にも開放状態に保たれるので、該貫通部２２を介してガスが流通可能である。従って、気相成長時の加熱によって基板Ｗから外方拡散するドーパント、或いは、気相エッチングにより基板Ｗ内から放出されるドーパントを、貫通部２２を介してサセプタ２０の裏面側から好適に放出できる。よって、これらドーパントが基板Ｗの主表面側に回り込んでしまうことを好適に抑制できる。このため、基板Ｗの主裏面にオートドープ防止用の酸化膜を形成しなくてもオートドープの発生を大幅に抑制でき、結果、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化が図れる。つまり、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を特別な工程の必要なく容易に実現できる。
【００２５】
ここで、本実施の形態のサセプタ２０を用いて、直径３００ｍｍ、抵抗率０．０１Ω・ｃｍ〜０．０２Ω・ｃｍ、ｐ+型のシリコン単結晶基板（主裏面に酸化膜を有しない；以下、単に基板という。）の主表面上に、厚さ約６μｍのｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長することにより製造したシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、第１エピタキシャルウェーハ）と、貫通部２２を有しない点でサセプタ２０と異なり、その他の点ではサセプタ２０と同様のサセプタ（以下、第１比較対照サセプタという；図示略）を用いて、同様に製造したシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、第２エピタキシャルウェーハ）との抵抗率（単位：Ω・ｃｍ）の面内分布（エピタキシャルウェーハ外周端から中心まで）を図５に示す。
図５に示すように、第１エピタキシャルウェーハの抵抗率は、第２エピタキシャルウェーハの抵抗率と比べて、面内で均一となっている。
つまり、貫通部２２を有するサセプタ２０を用いて気相成長を行うと、貫通部２２を有しない第１比較対照サセプタを用いて気相成長を行う場合よりもオートドープを抑制できることが分かる。
【００２６】
なお、オートドープを抑制してドーパント濃度の面内均一化を図るための従来の技術として、例えば特開平１０−２２３５４５号公報に示すように、座ぐり（該公報ではウェーハポケット）の最外周部に、裏面に貫通する孔部を設けた気相成長用サセプタが提案されているが、このサセプタでは、抵抗率（およびドーパント濃度）の面内分布があまり改善されない。これは、座ぐりの最外周部に孔部があるので、該孔部が、座ぐり上に載置された基板の最外周端よりも外側に位置してしまう。このため、基板より放出されたドーパントを含有するガスが、孔部を介してサセプタの下側より座ぐり内に流入するガスとともに基板の上側の気流（すなわち、上記気相成長用ガス流）に引っ張られて上昇し、基板上面のエピタキシャル層に沿って流れてしまい、該エピタキシャル層内に取り込まれるためであると考えられる。
これに対し、本実施形態のサセプタ２０の場合、座ぐり２１の内周側部分２１ｂに形成された貫通部２２の位置は、必然的に、座ぐり２１上に載置された基板Ｗの最外周端よりも中心側に位置する。よって、該貫通部２２は、気相成長中に基板Ｗの上側に形成される気流、すなわち気相成長用ガス流に対し、基板Ｗの陰に位置することとなる。このため、該貫通部２２を介して、サセプタ２０下側のガスが座ぐり２１内に流入してしまうことを抑制できる。よって、基板Ｗ内から放出されるドーパントが該基板Ｗの主表面側に回り込んでしまうことを確実に抑制でき、結果、オートドープの発生を好適に抑制することができる。
【００２７】
なお、上記の気相成長の際には、図３に示すように、リフトピン貫通用孔部２３は、リフトピン１３により閉塞されて、該リフトピン貫通用孔部２３を介したガスの流通が実質的に不可能となるため、このリフトピン貫通用孔部２３を介しては、基板Ｗより放出されるドーパントをサセプタ２０の裏側に好適に放出することが困難である。従って、リフトピン貫通用孔部２３は、貫通部２２と同様の効果を奏するものではない。
【００２８】
また、本実施形態のサセプタ２０の貫通部２２は、過熱抑制部２２１，２２２を備えるので、基板Ｗをサセプタ２０を介して裏面側より加熱する熱源である加熱装置１４ｂから基板Ｗへの、貫通部２２を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。
よって、基板Ｗの局部的過熱を抑制することができ、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制でき、エピタキシャルウェーハにおけるフラットネスを良好にすることができる。
【００２９】
ここで、上記第１エピタキシャルウェーハと、貫通部２２がサセプタ盤面に対し直交する直線状に形成されている点でサセプタ２０と異なり、その他の点ではサセプタ２０と同様のサセプタ（図１１；以下、第２比較対照サセプタ５０という）を用いて、同様に製造したシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、第３エピタキシャルウェーハ）とのフラットネス（ＳＦＱＲ、セルサイズ２５ｍｍ×２５ｍｍ、単位：μｍ）のヒストグラムを図６に示す。また、図７にはこれら第１および第３エピタキシャルウェーハにおけるＳＦＱＲの面内分布を示す。なお、図７には、エピタキシャルウェーハ面内において、ＳＦＱＲの値が０．１μｍ以上の部分のみ「×」を付している。
図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、第１エピタキシャルウェーハは、第３エピタキシャルウェーハ（図６（ｂ）、図７（ｂ））と比べて、周縁部のフラットネスが良好である（０．１μｍ以上のＳＦＱＲ値が１点も無い）。
つまり、貫通部２２が過熱抑制部２２１，２２２を有するサセプタ２０を用いて気相成長を行うと、貫通部２２が過熱抑制部を有しない第２比較対照サセプタ５０を用いて気相成長を行う場合と比べて、エピタキシャルウェーハのフラットネスが、貫通部２２の形成領域において悪化しないことが分かる。
【００３０】
以上のような実施の形態によれば、サセプタ２０は、基板Ｗを支持する側の面から裏面に貫通する貫通部２２を有するので、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を、特別な工程の必要なく容易に実現できる。
加えて、貫通部は、過熱抑制部を備えるので、基板Ｗの局部的過熱を抑制することができ、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制できる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態では、ｐ+型のシリコン単結晶基板上にｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる例についてのみ説明したが、本発明はこれに限らず、例えばｎ+型のシリコン単結晶基板上にｎ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合、ｎ+型のシリコン単結晶基板上にｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合およびｐ+型のシリコン単結晶基板上にｎ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合等に、本発明のサセプタ、気相成長装置およびエピタキシャルウェーハの製造方法を適用しても良く、この場合にも、抵抗率（ドーパント濃度）の面内均一化が図れる。
また、枚葉式のサセプタに本発明を適用した例についてのみ説明したが、これに限らず、多数枚式のサセプタに適用しても良い。
また、サセプタ２０の座ぐり２１が、外周側部分２１ａと内周側部分２１ｂとからなる２段構成をなしている例を説明したが、これに限らず、座ぐり２１は１段であっても良い。
また、座ぐり２１（の内周側部分２１ｂ）が凹曲面形状をなしている例について説明したが、これに限らず、座ぐり２１は平面であっても良い。
さらに、サセプタ２０がリフトピン貫通用孔部２３を備える例について説明したが、本発明はこれに限らず、サセプタ２０がリフトピン貫通用孔部２３を備えていなくても良い。
また、貫通部２２を構成する２つの孔部２２３，２２４のうち、基板Ｗを支持する側の面から形成された孔部２２３は、裏面から形成された孔部２２４よりも、当該サセプタ２０の外周側に位置している例について説明したが、孔部２２３，２２４は、互いに一部のみが重なり合うように位置がずれていれば、これに限らない。
【００３２】
＜貫通部の変形例＞
貫通部は、上記の例に限らず、例えば図８および図９に示すように、基板Ｗを支持する側の面における開口部と裏面における開口部との位置が（サセプタ盤面に対し直交方向において）ずれるように傾斜していれば、貫通部が直線状に形成されていても良い。この場合、貫通部の傾斜方向は任意である。図８に示す貫通部３１の場合は、サセプタ２０において貫通部３１の縁部分が過熱抑制部３１１，３１２を構成する。同様に、図９に示す貫通部３２の場合も、サセプタ２０において貫通部３２の縁部分が過熱抑制部３２１，３２２を構成する。
また、図１０に示すように、曲線状（円弧状）に形成された貫通部３３であっても良い。この場合も、サセプタ２０において、貫通部３３の縁部分が、過熱抑制部３３１，３３２，３３３を構成する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、サセプタが、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有するので、気相成長時の加熱によって半導体基板から外方拡散するドーパント、或いは、気相エッチングにより半導体基板内から放出されるドーパントを、貫通部を介してサセプタの裏面側から好適に放出できる。よって、これらドーパントが基板の主表面側に回り込んでしまうことを好適に抑制できる。このため、基板の主裏面にオートドープ防止用の酸化膜を形成しなくてもオートドープの発生を大幅に抑制でき、結果、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化が図れる。つまり、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を特別な工程を要しないで容易に実現できる。
加えて、貫通部は、過熱抑制部を備えるので、熱源から半導体基板への貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。よって、半導体基板の局部的過熱を抑制することができる。従って、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサセプタの一例を示す図であり、このうち（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】（ａ）はサセプタの要部拡大の正面断面図、（ｂ）はサセプタの要部拡大平面図である。
【図３】本発明にかかるエピタキシャルウェーハ製造装置の好適な一例を示す模式的な正面断面図であり、特に、気相成長中の状態を示す。
【図４】本発明にかかるエピタキシャルウェーハ製造装置の好適な一例を示す模式的な正面断面図であり、特に、リフトピンにより基板をサセプタ上方に支持した状態を示す。
【図５】シリコンエピタキシャルウェーハの抵抗率の面内分布を示す図である。
【図６】シリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲのヒストグラムを示す図である。
【図７】シリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲの面内分布を示す図である。
【図８】貫通部の他の例を示す要部拡大の正面断面図である。
【図９】貫通部の他の例を示す要部拡大の正面断面図である。
【図１０】貫通部の他の例を示す要部拡大の正面断面図である。
【図１１】比較対照のサセプタを示す正面断面図である。
【符号の説明】
１０ エピタキシャルウェーハの製造装置
２０ サセプタ
２２ 貫通部
２２１ 過熱抑制部
２２２ 過熱抑制部
２２３ 孔部
２２４ 孔部
３１ 貫通部
３１１ 過熱抑制部
３１２ 過熱抑制部
３２ 貫通部
３２１ 過熱抑制部
３２２ 過熱抑制部
３３ 貫通部
３３１ 過熱抑制部
３３２ 過熱抑制部
３３３ 過熱抑制部
Ｗ シリコン単結晶基板（半導体基板）
【発明の属する技術分野】
本発明は、サセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、半導体基板（以下、基板と略称することがある。）の主表面上へのエピタキシャル層（例えばシリコンエピタキシャル層）の気相成長は、反応容器内にサセプタを配し、このサセプタ上に基板を配置した状態で、基板を加熱装置により所望の成長温度に加熱するとともに、ガス供給装置により基板の主表面上に原料ガスを供給することによって行うようにしている。
ところで、例えば、ｐ+型のボロン（Ｂ）ドープ基板上にｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合などのように、ドーパント濃度が高い（従って低抵抗率の）基板上に低濃度（従って高抵抗率）のエピタキシャル層を気相成長させる場合には、基板内より気相中に一旦放出されたドーパントがエピタキシャル層にドーピングされる現象（以下、オートドープという。）が発生する。このオートドープは、加熱により基板内から外方拡散するドーパント、ならびに、基板の表面が気相エッチングされることにより基板内から放出されるドーパントに起因して発生する。オートドープが発生すると、気相成長後のエピタキシャル層のドーパント濃度が、中心から周縁部に向かうにつれて高くなってしまうという問題がある（逆に、抵抗率は、ｐ-／ｐ+型あるいはｎ-／ｎ+型の場合、中心から周縁部に向かうにつれて小さくなる）。
従来は、このようなオートドープが発生してしまうのを防止するため、基板の主裏面に予めシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜、以下単に酸化膜という。）を形成しておいてから、該酸化膜により基板内からのドーパントの放出を防止しつつ気相成長を行うことにより、抵抗率（およびドーパント濃度）の面内均一化を図っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように、基板の主裏面に予め酸化膜を形成しておいてから気相成長を行う場合、酸化膜を形成するための工程が必要となり生産性が悪い。
【０００４】
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、基板の主裏面に予め酸化膜を形成せずに、エピタキシャル層の抵抗率（ドーパント濃度）の面内均一化を容易に実現し得るサセプタ、エピタキシャルウェーハの製造装置および製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のサセプタは、気相成長の際に半導体基板を支持するサセプタにおいて、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有し、該貫通部は、当該サセプタにより支持された半導体基板を当該サセプタを介して裏面側より加熱する熱源からの、当該貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることにより、半導体基板の局部的過熱を抑制する過熱抑制部を備えることを特徴としている。
【０００６】
本発明のサセプタによれば、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有するので、気相成長時の加熱によって半導体基板から外方拡散するドーパント、或いは、気相エッチングにより半導体基板内から放出されるドーパントを、貫通部を介してサセプタの裏面側から好適に放出できる。よって、これらドーパントが基板の主表面側に回り込んでしまうことを好適に抑制できる。このため、基板の主裏面にオートドープ防止用の酸化膜を形成しなくてもオートドープの発生を大幅に抑制でき、結果、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化が図れる。つまり、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を、特別な工程を要しないで容易に実現できる。
【０００７】
ここで、サセプタが、例えば、当該サセプタ板面に直交し、半導体基板を支持する側の面からその裏面へと直線状に貫通する貫通部を有する場合には、サセプタにより支持された半導体基板を該サセプタを介して裏面側より加熱する熱源からの、該貫通部を介した直接的な熱輻射の影響で、半導体基板において該貫通部に対応する部位が局部的に過熱されてしまう。この結果、半導体基板において該貫通部に対応する部位におけるエピタキシャル層の膜厚が大きくなって、エピタキシャル層に隆起部が形成されてしまう。
【０００８】
この事情に対し、本発明のサセプタの貫通部は、過熱抑制部を備えるので、熱源から半導体基板への貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。よって、半導体基板の局部的過熱を抑制することができる。従って、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制でき、エピタキシャルウェーハにおけるフラットネスを良好にすることができる。
【０００９】
なお、本発明のサセプタは、気相成長の際に半導体基板を支持するサセプタにおいて、半導体基板を支持する側の面と、その裏面とから、互いに一部のみが重なり合うように位置のずれた孔部が、各々は当該サセプタを貫通しないが当該サセプタ内部で互いに通じ合う深さに形成され、これら孔部の総体により、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部が構成されていることが、好ましい一例である。
この場合、半導体基板を支持する側の面と、その裏面とから形成された孔部の、各々の突き当たりの部位が、それぞれ熱源から半導体基板への直接的な熱輻射を妨げる過熱抑制部を構成したことになる。
【００１０】
また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造装置は、半導体基板の主表面上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するためのエピタキシャルウェーハの製造装置において、本発明のサセプタを備えることを特徴とする。
また、本発明のエピタキシャルウェーハの製造方法は、本発明のサセプタにより支持させた半導体基板の主表面上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態について説明する。
【００１２】
先ず、図３および図４を参照して、本発明に係るエピタキシャルウェーハ製造装置の一例としての枚葉式のエピタキシャルウェーハ製造装置１０について説明する。
エピタキシャルウェーハ製造装置１０は、サセプタ２０（詳細後述）と、該サセプタ２０が内部に配される反応容器１１と、サセプタ２０を支持して回転駆動及び昇降動作させるサセプタ支持部材１２と、サセプタ２０を表裏に貫通するとともに該サセプタ２０に対し昇降動作可能に設けられ、基板Ｗを支持した状態で昇降動作するのに伴わせてサセプタ２０上に着脱するためのリフトピン１３と、気相成長の際に基板Ｗを所望の成長温度に加熱するための加熱装置１４ａ、１４ｂ（具体的には、例えばハロゲンランプ）と、原料ガス（具体的には、例えばトリクロロシラン等）およびキャリアガス（具体的には、例えば水素等）を含む気相成長用ガスを反応容器１１内のサセプタ２０上側の領域に導入して該サセプタ２０上の基板Ｗの主表面上に供給する気相成長用ガス導入管１５と、反応容器１１に対しこの気相成長用ガス導入管１５と同じ側に設けられパージガス（具体的には、例えば水素等）を反応容器１１内のサセプタ２０下側の領域に導入するパージガス導入管１６と、これらパージガス導入管１６および気相成長用ガス導入管１５と反応容器１１に対し反対側に設けられ該反応容器１１からガス（気相成長用ガスおよびパージガス）を排気する排気管１７とを備えて概略構成されている。
【００１３】
このうち、サセプタ２０は、気相成長の際に半導体基板Ｗ（以下、基板Ｗと略称することがある。）を支持するものであり、例えば炭化珪素で被覆されたグラファイトにより構成されている。
このサセプタ２０は、図１に示すように、例えば略円盤状に構成され、その主表面には、該主表面上に基板Ｗを位置決めするための座ぐり２１（平面視円形の凹部）が形成されている。
この座ぐり２１は、例えば図１（ａ）に示すような状態で基板Ｗの外周縁部を支持する円環状（図１（ｂ）参照）の外周側部分２１ａと、該外周側部分２１ａの内側に該外周側部分２１ａよりも下側に窪んだ状態に形成された平面視円形の内周側部分２１ｂとを有する二段構成を成している。なお、このうち外周側部分２１ａは例えば略平面に形成され、内周側部分２１ｂは凹曲面形状に形成されている。
【００１４】
そして、サセプタ２０の、例えば内周側部分２１ｂには、当該サセプタ２０の裏面に貫通する貫通部２２が形成されている。すなわち、サセプタ１０は、基板Ｗを支持する側の面から裏面に貫通する貫通部２２を有している。
この貫通部２２は、当該サセプタ２０により支持された基板Ｗを該サセプタ２０を介して裏面側より加熱する熱源（加熱装置１４ａ、１４ｂのうち、特に加熱装置１４ｂ）からの、該貫通部２２を介した直接的な熱輻射を妨げることにより、基板Ｗの局部的過熱を抑制する過熱抑制部２２１，２２２（図２）を備える。より具体的には、サセプタ２０の例えば内周側部分２１ｂには、基板Ｗを支持する側の面と、その裏面とから、（サセプタ２０の盤面に対し直交方向において）互いに一部のみが重なり合うように位置のずれた孔部２２３，２２４が、各々は当該サセプタ２０を貫通しないが当該サセプタ２０内部で互いに通じ合う深さに形成されている。この結果、これら孔部２２３，２２４の総体により、貫通部２２が構成されている。そして、当該サセプタ２０において、孔部２２３が突き当たる部位が過熱抑制部２２１を構成し、孔部２２４が突き当たる部位が過熱抑制部２２２を構成している。
【００１５】
なお、貫通部２２は、より具体的には、例えば内周側部分２１ｂの最外周部に形成されている。また、例えば、基板Ｗを支持する側の面から形成された孔部２２３は、裏面から形成された孔部２２４よりも、当該サセプタ２０の外周側に位置している。
さらに、図１（ｂ）に示すように、貫通部２２は、多数が、座ぐり２１と中心が等しい円周上に、例えば等間隔に配されている（図１（ｂ）では、一部の貫通部２２にのみ符号を付している。）。つまり、多数の貫通部２２が、座ぐり２１と中心が等しい円周上に万遍なく形成されている。
【００１６】
また、図１に示すように、サセプタ２０の座ぐり２１の内周側部分２１ｂには、サセプタ２０の裏面に貫通した状態に形成され、リフトピン１３が貫通されるリフトピン貫通用孔部２３が形成されている。
このリフトピン貫通用孔部２３は、例えば、座ぐり２１と中心を等しくする円周上に、等角度間隔で三箇所に配設されている。
【００１７】
ここで、例えば図３に示すように、リフトピン１３は、例えば丸棒状に構成された胴体部１３ａと、該胴体部１３ａの上端部に形成され、基板Ｗを下面側から支持する頭部１３ｂと、を備えている。このうち頭部１３ｂは、基板Ｗを支持しやすいように胴体部１３ａに比べて拡径されている。そして、リフトピン１３は、その下端部から、リフトピン貫通用孔部２３に挿入された結果、該リフトピン貫通用孔部２３の縁部により頭部１３ｂが下方に抜け止めされて、サセプタ１０により支持されるとともに、その胴体部１３ａを該リフトピン貫通用孔部２３より垂下させた状態となっている。なお、リフトピン１３の胴体部１３ａは、サセプタ支持部材１２の支持アーム１２ａに設けられた貫通孔１２ｂも貫通している。
【００１８】
また、サセプタ支持部材１２は、複数の支持アーム１２ａ（図３等）を放射状に備え、これら支持アーム１２ａにより、サセプタ２０を下面側から支持している。これにより、サセプタ２０は、その上面が略水平状態に保たれている。
【００１９】
エピタキシャルウェーハ製造装置１０は、以上のように構成されている。
そして、このエピタキシャルウェーハ製造装置１０を用いて、以下の要領で気相成長を行うことにより、基板Ｗの主表面上にシリコンエピタキシャル層を形成してシリコンエピタキシャルウェーハを製造することができる。
【００２０】
先ず、基板Ｗを反応容器１１内のサセプタ２０により支持させる。
このためには、先ず、リフトピン１３上に基板Ｗを受け渡すために、各リフトピン１３を、互いに略等量だけサセプタ２０上面より上方に突出するように該サセプタ２０に対し相対的に上昇させる。このためには、サセプタ支持部材１２を下降させるのに伴わせてサセプタ２０を下降させる。この下降の過程で、リフトピン１３の下端部が、例えば反応容器１１の内部底面に到達して以後は、リフトピン１３はそれ以上に下降できないが、サセプタ２０はさらに下降する。このため、サセプタ２０に対し相対的にリフトピン１３が上昇し、やがて、図４において、基板Ｗが無い状態となる。
次に、図示しないハンドラにより基板Ｗを反応容器１１内に搬送し、上記上昇動作後の各リフトピン１３の頭部１３ｂにより、主表面を上にして基板Ｗを支持させる。
次に、基板Ｗをサセプタ２０により支持させるために、各リフトピン１３をサセプタ２０に対し相対的に下降させる。このためには、ハンドラを待避させる一方で、サセプタ支持部材１２を上昇させるのに伴わせて、サセプタ２０を上昇させる。この上昇の過程で、座ぐり２１の外周側部分２１ａが基板Ｗの主裏面に到達すると、それまでリフトピン１３の頭部１３ｂ上に支持されていた基板Ｗが、座ぐり２１の外周側部分２１ａにより支持された状態へと移行する。さらに、リフトピン貫通用孔部２３の縁部がリフトピン１３の頭部１３ｂに到達すると、それまで反応容器１１の内部底面により支持された状態であったリフトピン１３は、サセプタ２０により支持された状態へと移行する。
【００２１】
このようにサセプタ２０により基板Ｗを支持させたら、気相成長を行う。
すなわち、サセプタ支持部材１２を鉛直軸周りに回転駆動することによりサセプタ２０を回転させるのに伴わせて基板Ｗを回転させるとともに、該サセプタ２０上の基板Ｗを加熱装置１４により所望の成長温度に加熱しながら、気相成長用ガス導入管１５を介して基板Ｗの主表面上に気相成長用ガスを略水平に供給する一方で、パージガス導入管１６を介してサセプタ２０の下側にパージガスを略水平に導入する。従って、気相成長中、サセプタ２０の上側には、気相成長用ガス流が、下側には、パージガス流が、それぞれサセプタ２０および基板Ｗと略平行に形成される。
このように気相成長を行うことにより、基板Ｗの主表面上にエピタキシャル層を形成して、エピタキシャルウェーハを製造することができる。
【００２２】
このようにエピタキシャルウェーハを製造したら、該製造後のエピタキシャル
ウェーハを、反応容器１１外に搬出する。
すなわち、予めサセプタ２０の回転を止めた後に、サセプタ支持部材１２を下降させて、図４に示すように、各リフトピン１３を互いに略等量だけサセプタ２０上方に突出動作させ、この突出動作に伴わせて基板Ｗをサセプタ２０の座ぐり２１上方に上昇させる。そして、図示しないハンドラにより基板Ｗを搬出する。
【００２３】
ここで、気相成長中は、基板Ｗを加熱するため、この加熱により基板Ｗに含まれるドーパントが基板Ｗ外に外方拡散して気相中に放出される。
また、気相成長の直前には、例えば塩化水素ガスを基板Ｗ表面に流すことにより気相エッチングを行って該表面の自然酸化膜を除去したりするため、基板Ｗは僅かにエッチングされてガス化する。さらに、気相成長用ガス中には、原料ガスの他に、キャリアガスとして例えば水素を含んでいる上、上記パージガスとしても例えば水素を用いるため、この水素によっても基板Ｗは僅かにエッチングされてガス化する。従って、これらの理由によっても、基板Ｗに含まれるドーパントが気相中に放出される。
つまり、これらいくつかの理由により、気相成長の際には基板Ｗ内から気相中にドーパントが放出されることになる。
【００２４】
これに対し、本実施の形態のサセプタ２０は、基板Ｗを支持する側の面から裏面に貫通する貫通部２２を有し、しかも、この貫通部２２は、気相成長の際にも開放状態に保たれるので、該貫通部２２を介してガスが流通可能である。従って、気相成長時の加熱によって基板Ｗから外方拡散するドーパント、或いは、気相エッチングにより基板Ｗ内から放出されるドーパントを、貫通部２２を介してサセプタ２０の裏面側から好適に放出できる。よって、これらドーパントが基板Ｗの主表面側に回り込んでしまうことを好適に抑制できる。このため、基板Ｗの主裏面にオートドープ防止用の酸化膜を形成しなくてもオートドープの発生を大幅に抑制でき、結果、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化が図れる。つまり、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を特別な工程の必要なく容易に実現できる。
【００２５】
ここで、本実施の形態のサセプタ２０を用いて、直径３００ｍｍ、抵抗率０．０１Ω・ｃｍ〜０．０２Ω・ｃｍ、ｐ+型のシリコン単結晶基板（主裏面に酸化膜を有しない；以下、単に基板という。）の主表面上に、厚さ約６μｍのｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長することにより製造したシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、第１エピタキシャルウェーハ）と、貫通部２２を有しない点でサセプタ２０と異なり、その他の点ではサセプタ２０と同様のサセプタ（以下、第１比較対照サセプタという；図示略）を用いて、同様に製造したシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、第２エピタキシャルウェーハ）との抵抗率（単位：Ω・ｃｍ）の面内分布（エピタキシャルウェーハ外周端から中心まで）を図５に示す。
図５に示すように、第１エピタキシャルウェーハの抵抗率は、第２エピタキシャルウェーハの抵抗率と比べて、面内で均一となっている。
つまり、貫通部２２を有するサセプタ２０を用いて気相成長を行うと、貫通部２２を有しない第１比較対照サセプタを用いて気相成長を行う場合よりもオートドープを抑制できることが分かる。
【００２６】
なお、オートドープを抑制してドーパント濃度の面内均一化を図るための従来の技術として、例えば特開平１０−２２３５４５号公報に示すように、座ぐり（該公報ではウェーハポケット）の最外周部に、裏面に貫通する孔部を設けた気相成長用サセプタが提案されているが、このサセプタでは、抵抗率（およびドーパント濃度）の面内分布があまり改善されない。これは、座ぐりの最外周部に孔部があるので、該孔部が、座ぐり上に載置された基板の最外周端よりも外側に位置してしまう。このため、基板より放出されたドーパントを含有するガスが、孔部を介してサセプタの下側より座ぐり内に流入するガスとともに基板の上側の気流（すなわち、上記気相成長用ガス流）に引っ張られて上昇し、基板上面のエピタキシャル層に沿って流れてしまい、該エピタキシャル層内に取り込まれるためであると考えられる。
これに対し、本実施形態のサセプタ２０の場合、座ぐり２１の内周側部分２１ｂに形成された貫通部２２の位置は、必然的に、座ぐり２１上に載置された基板Ｗの最外周端よりも中心側に位置する。よって、該貫通部２２は、気相成長中に基板Ｗの上側に形成される気流、すなわち気相成長用ガス流に対し、基板Ｗの陰に位置することとなる。このため、該貫通部２２を介して、サセプタ２０下側のガスが座ぐり２１内に流入してしまうことを抑制できる。よって、基板Ｗ内から放出されるドーパントが該基板Ｗの主表面側に回り込んでしまうことを確実に抑制でき、結果、オートドープの発生を好適に抑制することができる。
【００２７】
なお、上記の気相成長の際には、図３に示すように、リフトピン貫通用孔部２３は、リフトピン１３により閉塞されて、該リフトピン貫通用孔部２３を介したガスの流通が実質的に不可能となるため、このリフトピン貫通用孔部２３を介しては、基板Ｗより放出されるドーパントをサセプタ２０の裏側に好適に放出することが困難である。従って、リフトピン貫通用孔部２３は、貫通部２２と同様の効果を奏するものではない。
【００２８】
また、本実施形態のサセプタ２０の貫通部２２は、過熱抑制部２２１，２２２を備えるので、基板Ｗをサセプタ２０を介して裏面側より加熱する熱源である加熱装置１４ｂから基板Ｗへの、貫通部２２を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。
よって、基板Ｗの局部的過熱を抑制することができ、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制でき、エピタキシャルウェーハにおけるフラットネスを良好にすることができる。
【００２９】
ここで、上記第１エピタキシャルウェーハと、貫通部２２がサセプタ盤面に対し直交する直線状に形成されている点でサセプタ２０と異なり、その他の点ではサセプタ２０と同様のサセプタ（図１１；以下、第２比較対照サセプタ５０という）を用いて、同様に製造したシリコンエピタキシャルウェーハ（以下、第３エピタキシャルウェーハ）とのフラットネス（ＳＦＱＲ、セルサイズ２５ｍｍ×２５ｍｍ、単位：μｍ）のヒストグラムを図６に示す。また、図７にはこれら第１および第３エピタキシャルウェーハにおけるＳＦＱＲの面内分布を示す。なお、図７には、エピタキシャルウェーハ面内において、ＳＦＱＲの値が０．１μｍ以上の部分のみ「×」を付している。
図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、第１エピタキシャルウェーハは、第３エピタキシャルウェーハ（図６（ｂ）、図７（ｂ））と比べて、周縁部のフラットネスが良好である（０．１μｍ以上のＳＦＱＲ値が１点も無い）。
つまり、貫通部２２が過熱抑制部２２１，２２２を有するサセプタ２０を用いて気相成長を行うと、貫通部２２が過熱抑制部を有しない第２比較対照サセプタ５０を用いて気相成長を行う場合と比べて、エピタキシャルウェーハのフラットネスが、貫通部２２の形成領域において悪化しないことが分かる。
【００３０】
以上のような実施の形態によれば、サセプタ２０は、基板Ｗを支持する側の面から裏面に貫通する貫通部２２を有するので、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を、特別な工程の必要なく容易に実現できる。
加えて、貫通部は、過熱抑制部を備えるので、基板Ｗの局部的過熱を抑制することができ、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制できる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態では、ｐ+型のシリコン単結晶基板上にｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる例についてのみ説明したが、本発明はこれに限らず、例えばｎ+型のシリコン単結晶基板上にｎ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合、ｎ+型のシリコン単結晶基板上にｐ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合およびｐ+型のシリコン単結晶基板上にｎ-型のシリコンエピタキシャル層を気相成長させる場合等に、本発明のサセプタ、気相成長装置およびエピタキシャルウェーハの製造方法を適用しても良く、この場合にも、抵抗率（ドーパント濃度）の面内均一化が図れる。
また、枚葉式のサセプタに本発明を適用した例についてのみ説明したが、これに限らず、多数枚式のサセプタに適用しても良い。
また、サセプタ２０の座ぐり２１が、外周側部分２１ａと内周側部分２１ｂとからなる２段構成をなしている例を説明したが、これに限らず、座ぐり２１は１段であっても良い。
また、座ぐり２１（の内周側部分２１ｂ）が凹曲面形状をなしている例について説明したが、これに限らず、座ぐり２１は平面であっても良い。
さらに、サセプタ２０がリフトピン貫通用孔部２３を備える例について説明したが、本発明はこれに限らず、サセプタ２０がリフトピン貫通用孔部２３を備えていなくても良い。
また、貫通部２２を構成する２つの孔部２２３，２２４のうち、基板Ｗを支持する側の面から形成された孔部２２３は、裏面から形成された孔部２２４よりも、当該サセプタ２０の外周側に位置している例について説明したが、孔部２２３，２２４は、互いに一部のみが重なり合うように位置がずれていれば、これに限らない。
【００３２】
＜貫通部の変形例＞
貫通部は、上記の例に限らず、例えば図８および図９に示すように、基板Ｗを支持する側の面における開口部と裏面における開口部との位置が（サセプタ盤面に対し直交方向において）ずれるように傾斜していれば、貫通部が直線状に形成されていても良い。この場合、貫通部の傾斜方向は任意である。図８に示す貫通部３１の場合は、サセプタ２０において貫通部３１の縁部分が過熱抑制部３１１，３１２を構成する。同様に、図９に示す貫通部３２の場合も、サセプタ２０において貫通部３２の縁部分が過熱抑制部３２１，３２２を構成する。
また、図１０に示すように、曲線状（円弧状）に形成された貫通部３３であっても良い。この場合も、サセプタ２０において、貫通部３３の縁部分が、過熱抑制部３３１，３３２，３３３を構成する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、サセプタが、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有するので、気相成長時の加熱によって半導体基板から外方拡散するドーパント、或いは、気相エッチングにより半導体基板内から放出されるドーパントを、貫通部を介してサセプタの裏面側から好適に放出できる。よって、これらドーパントが基板の主表面側に回り込んでしまうことを好適に抑制できる。このため、基板の主裏面にオートドープ防止用の酸化膜を形成しなくてもオートドープの発生を大幅に抑制でき、結果、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化が図れる。つまり、ドーパント濃度および抵抗率の面内均一化を特別な工程を要しないで容易に実現できる。
加えて、貫通部は、過熱抑制部を備えるので、熱源から半導体基板への貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることができる。よって、半導体基板の局部的過熱を抑制することができる。従って、エピタキシャル層の膜厚にバラツキが発生してしまうことを好適に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るサセプタの一例を示す図であり、このうち（ａ）は正面断面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】（ａ）はサセプタの要部拡大の正面断面図、（ｂ）はサセプタの要部拡大平面図である。
【図３】本発明にかかるエピタキシャルウェーハ製造装置の好適な一例を示す模式的な正面断面図であり、特に、気相成長中の状態を示す。
【図４】本発明にかかるエピタキシャルウェーハ製造装置の好適な一例を示す模式的な正面断面図であり、特に、リフトピンにより基板をサセプタ上方に支持した状態を示す。
【図５】シリコンエピタキシャルウェーハの抵抗率の面内分布を示す図である。
【図６】シリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲのヒストグラムを示す図である。
【図７】シリコンエピタキシャルウェーハのＳＦＱＲの面内分布を示す図である。
【図８】貫通部の他の例を示す要部拡大の正面断面図である。
【図９】貫通部の他の例を示す要部拡大の正面断面図である。
【図１０】貫通部の他の例を示す要部拡大の正面断面図である。
【図１１】比較対照のサセプタを示す正面断面図である。
【符号の説明】
１０ エピタキシャルウェーハの製造装置
２０ サセプタ
２２ 貫通部
２２１ 過熱抑制部
２２２ 過熱抑制部
２２３ 孔部
２２４ 孔部
３１ 貫通部
３１１ 過熱抑制部
３１２ 過熱抑制部
３２ 貫通部
３２１ 過熱抑制部
３２２ 過熱抑制部
３３ 貫通部
３３１ 過熱抑制部
３３２ 過熱抑制部
３３３ 過熱抑制部
Ｗ シリコン単結晶基板（半導体基板）
Claims (4)
- 気相成長の際に半導体基板を支持するサセプタにおいて、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部を有し、該貫通部は、当該サセプタにより支持された半導体基板を当該サセプタを介して裏面側より加熱する熱源からの、当該貫通部を介した直接的な熱輻射を妨げることにより、半導体基板の局部的過熱を抑制する過熱抑制部を備えることを特徴とするサセプタ。
- 気相成長の際に半導体基板を支持するサセプタにおいて、半導体基板を支持する側の面と、その裏面とから、互いに一部のみが重なり合うように位置のずれた孔部が、各々は当該サセプタを貫通しないが当該サセプタ内部で互いに通じ合う深さに形成され、これら孔部の総体により、半導体基板を支持する側の面から裏面に貫通する貫通部が構成されていることを特徴とするサセプタ。
- 半導体基板の主表面上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造するためのエピタキシャルウェーハの製造装置において、請求項１または２に記載のサセプタを備えることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造装置。
- 請求項１または２に記載のサセプタにより支持させた半導体基板の主表面上にエピタキシャル層を気相成長させてエピタキシャルウェーハを製造す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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