JP7220845B2 - サセプタ、サセプタの再生方法、及び、成膜方法 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態にかかるサセプタ100について、図面を参照して説明する。本実施形態のサセプタ100は、炭化ケイ素ウエハ等の成膜対象を載置して、化学蒸着により炭化ケイ素のエピタキシャル膜、多結晶膜を成膜対象に成膜させるときに用いることができる。また、本明細書において、「炭化ケイ素膜」という記載は、炭化ケイ素エピタキシャル膜と、炭化ケイ素多結晶膜とを含む。本実施形態では、図3に示すように、炭化ケイ素エピタキシャル膜Faを炭化ケイ素ウエハSに成膜させる場合について説明する。
最大膜厚と最小膜厚の範囲である。炭素膜120がこの範囲であれば、図3(B)のように炭化ケイ素ウエハS上に炭化ケイ素エピタキシャル膜Faを成膜させるときに、炭素膜120と炭化ケイ素との熱膨張係数の差は成膜に影響しない。また、炭素膜120の厚さが1μmよりも薄い場合には、化学的気相成長法よる成膜中に、炭素膜120の炭素が脱離して、炭素膜120が消失してしまう可能性があり、炭化ケイ素ウエハSとサセプタが、炭化ケイ素の析出により、一体化してしまうおそれがある。また、炭素膜120の厚さが5μmよりも厚い場合には、炭素膜120に成膜させた炭化ケイ素と炭素膜120の炭素との熱膨張係数の差が影響して、炭素膜120がサセプタ本体110から剥離したり、サセプタ本体110が変形したりする可能性がある。また、炭素膜120は、サセプタ本体110の表面110aに、凹凸が少なく、また、膜厚の均一性が高い膜を形成することができる方法であれば特に限定されず、例えば抵抗加熱式の真空蒸着等により形成することができる。
次に、本発明の一実施形態にかかる成膜方法を、図面を参照して説明する。本実施形態の成膜方法は、炭化ケイ素ウエハ等の成膜対象を載置して、化学蒸着により炭化ケイ素のエピタキシャル膜、多結晶膜を成膜対象に成膜させる場合に用いることができる。本実施形態では、前述したサセプタ100と、図2に示す成膜装置1000を用いて、炭化ケイ素ウエハS上に炭化ケイ素エピタキシャル膜Fa(図3(c))を成膜させる場合について説明する。なお、以下の説明は成膜方法の一例であり、問題のない範囲で、成膜装置の構成や、温度、圧力、ガス雰囲気等の各条件や、手順等を変更してもよい。
次に、本発明の一実施形態にかかるサセプタの再生方法を、図面を参照して説明する。
本実施形態では、前述の成膜方法により、炭化ケイ素ウエハSに炭化ケイ素エピタキシャル膜Faを成膜させた前述のサセプタ100(図3(B))を再生する方法について説明する。
サセプタ本体110として、直径160mm、厚さ1000μmの円形の平行平板状で炭化ケイ素製のものを用いた。炭素膜120は、サセプタ本体110の表面110aに抵抗加熱式の真空蒸着により形成し、蒸着源に炭素を使用した抵抗加熱式の真空蒸着により形成し、厚さが均一な3μmの炭素膜120を形成した。以上により、サセプタ100を得た。
実施例2として、サセプタ100に替えて、図4に示すように、サセプタ本体110の側面110b及び下面110a2において全体に形成され、また、サセプタ本体110の上面110a1の外周端縁から1.5cm内側の位置まで円環状に炭素膜120Aが形成されたサセプタ100Aを用いた。なお、サセプタ本体110の上面110a1における炭素膜120Aを形成しない箇所にはマスキングを施しておき、炭素膜120Aを形成した。また、除去工程における処理時間を10時間とした。サセプタ100Aを用いたこと、露出工程を行わないこと、除去工程の処理時間を変更したこと以外は、実施例1と同様にして行った。以上の工程により、炭素膜120が消失し、炭化ケイ素エピタキシャル膜Faとサセプタ本体110とを分離することができた。再生したサセプタ本体110の状態を観察したところ、再生したサセプタ本体110には変形、歪み等はなく、炭素膜120を形成する前の状態と同等であった。また、サセプタ本体110の上面110a1全体に炭素膜120を形成した実施例1に比べて、除去工程の処理時間を短くすることができることが示された。
従来例として、実施例1のサセプタ100に替えて、直径160mm、厚さ1000μmの平行平板状の黒鉛製サセプタを用い、炭素膜を形成せずに黒鉛製サセプタに炭化ケイ素ウエハを直接載置して炭化ケイ素エピタキシャル膜を成膜した。また、除去工程における処理時間は48時間とした。また、成膜工程における成膜条件、露出工程は実施例と同様にして行った。得られた炭化ケイ素エピタキシャル膜を観察したところ、クラックと反りが観察された。このことから、炭化ケイ素製のサセプタを用いずに黒鉛製のサセプタを用いると、炭化ケイ素と炭素との熱膨張係数の差により、炭化ケイ素エピタキシャル膜に損傷が発生したことが示された。
比較例1として、実施例1のサセプタ100に替えて、炭素膜120を形成せずにサセプタ本体110をサセプタとして、すなわち、無処理の炭化ケイ素製サセプタを用いた。サセプタ本体110をサセプタとして用いたこと以外は実施例1と同様にして成膜工程を行った。成膜工程後にサセプタを取り出したところ、炭化ケイ素エピタキシャル膜Faがサセプタにも析出しており、載置面の平滑性が損なわれていたため、特許文献1や特許文献2のような手間のかかる処理をしなければ、サセプタ本体を再生することができない状態であった。
比較例2、比較例3として、サセプタ100における炭素膜120の厚さをそれぞれ0.3μm、13μmとしたこと以外は実施例1と同様に行った。比較例2においては、成膜工程後にサセプタを取り出し、炭化ケイ素膜が成膜したサセプタの露出工程に供したところ、炭素膜が一部消失していた。そして、その焼失した部分において、炭化ケイ素ウエハとサセプタとが固着しており、サセプタ本体を再生することができなかった。これにより、比較例2においては、炭素膜の膜厚が薄すぎて、成膜工程中に炭素膜の炭素が脱離して、炭素膜が消失してしまったことで、サセプタの再生ができないことが示された。
110 サセプタ本体
110a サセプタ本体の表面
120、120A 炭素膜
S 炭化ケイ素ウエハ
F 炭化ケイ素膜
Fa 炭化ケイ素エピタキシャル膜
Claims (4)
- 炭化ケイ素で形成されたサセプタ本体と、前記サセプタ本体の表面に形成された、厚さが1μm~5μmである炭素膜と、を備えるサセプタを再生する方法であって、
前記炭素膜を燃焼除去する除去工程を含む、サセプタの再生方法。 - 前記サセプタは、前記炭素膜に載置された炭化ケイ素ウエハに、化学的気相成長法により炭化ケイ素膜を成膜させたサセプタであり、
前記除去工程よりも前に、前記炭化ケイ素膜を除去して、前記炭素膜を露出させる露出工程を含む、請求項1に記載のサセプタの再生方法。 - 炭化ケイ素で形成されたサセプタ本体と、
前記サセプタ本体の表面に形成された、厚さが1μm~5μmである炭素膜と、を備え、
前記サセプタ本体は、炭化ケイ素ウエハを載置する上面と、前記上面の反対の面である下面と、側面を備え、
前記炭素膜は、前記側面及び前記下面においては全面に形成され、
前記炭素膜は、前記上面においては全面には形成されておらず、前記上面の外周端縁から円環状に形成されて、前記サセプタ本体は露出しており、
前記上面において露出している前記サセプタ本体は前記炭化ケイ素ウエハとは接触せずに、前記サセプタ本体と前記炭化ケイ素ウエハとの間に隙間がある、サセプタ。 - 請求項3に記載のサセプタに載置した前記炭化ケイ素ウエハ上に、化学的気相成長法により炭化ケイ素膜を成膜させる成膜工程を含む、成膜方法。
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