JPH09129714A - 高速熱処理炉のサセプタ - Google Patents

高速熱処理炉のサセプタ

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JPH09129714A
JPH09129714A JP15755396A JP15755396A JPH09129714A JP H09129714 A JPH09129714 A JP H09129714A JP 15755396 A JP15755396 A JP 15755396A JP 15755396 A JP15755396 A JP 15755396A JP H09129714 A JPH09129714 A JP H09129714A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＲＴＰ反応炉においてスループットを向上
させるのに適した熱的質量を有すると共に、１枚の大型
の半導体ウェハ若しくは複数の半導体ウェハを支持する
ことのできる安定性及び剛性を備えたサセプタを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 高速熱処理炉（ＲＴＰ炉）のサセプタ
（５００）であって、基板包囲リング（５４０）と、前
記基板包囲リングの周りに隣接して配置された複数の熱
分配要素（５０３Ａ〜５０３Ｆ）とからなる複数の構成
要素を有する第１の層（５０１）と、第１の表面と前記
第１の表面の反対側の第２の表面とを有する第２の層
（５０２）とを有し、前記第１の層の前記複数の構成要
素が、前記第２の層が前記第１の層を支持するように前
記第２の層の前記第１の表面の上に配置されていること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板表面に膜を形
成するために用いられる基板の支持構造に関し、より詳
しくは、高速熱処理炉で処理される基板の支持構造に関
する。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウェハ若しくはその他の基板の表
面に膜を形成する過程は、半導体製造方法及びフラット
パネル型電子ディスプレイデバイスの製造方法における
共通の過程である。典型的には、半導体ウェハを含む反
応炉内で、選択された化学ガスが混合される。通常は、
反応炉内のガスの化学的な反応を促進し、かつ膜がその
表面に形成される半導体ウェハの表面を加熱するために
熱が供給される。膜形成過程において、均一な膜を形成
しつつウェハのスループット（即ち単位時間当たりに処
理されるウェハの枚数）を最大にすることが望ましい。
典型的には、均一な膜を形成するためには、半導体ウェ
ハを均一な温度に保つことが重要である。
【０００３】様々な種類の反応炉が開発されてきた。一
般的には、各反応炉は、反応チャンバと、半導体ウェハ
搬送装置と、熱源及び温度制御部と、ガス伝達装置（吸
気、排気、及び流量調節）とを有する。
【０００４】図１は、水平型反応炉として知られている
１つの形式の従来技術の反応炉１００の簡略化された断
面を表しており、この反応炉内にはその内部が反応チャ
ンバとなっている水平な円筒部１０２（通常は長方形の
断面を有する）にサセプタ１０１が配置されている。半
導体ウェハ、例えばウェハ１０３ａ、１０３ｂ及び１０
３ｃがサセプタ１０１の表面１０１ａに取り付けられて
いる。熱源１０４がウェハを加熱し、反応ガス１０５が
円筒部１０２内を流れ、ウェハの近傍を通過する。サセ
プタ１０１は図１に例示されているように傾けられて配
置され、かつ回転せず、表面１０１ａが反応ガス１０５
の流れに面し、反応ガス１０５の流れの下流側の半導体
ウェハの部分において反応ガスが減少する問題を最小に
する。
【０００５】図２は、シリンダ型反応炉として知られて
いる、他の形式の従来の反応炉１１０の簡略化された斜
視図であり、この反応炉内においてサセプタ１１１は、
反応炉を画定するベルジャー１１２の内部に懸架されて
いる。半導体ウェハ、即ちウェハ１１３は、サセプタ１
１１の側面、即ち側面１１１ａに概ね垂直方向に沿って
取り付けられている。熱源１１４がウェハを加熱し、反
応ガスが吸気口１１５を通してベルジャー１１２の上部
に供給されている。反応ガスはサセプタ１１１の長手方
向に沿って下向きに流れ、半導体ウェハの表面を通過
し、ベルジャー１１２の底部に設けられたガス排気口
（図示されていない）を通して反応炉から排気される。
【０００６】図３は、縦型反応炉として知られている、
他の形式の従来の真空蒸着反応炉１２０の簡略化された
断面図であり、この反応炉内において垂直方向に沿って
固定されたサセプタ１２１は反応炉を画定するベルジャ
ー１２２の底部から支持されている。半導体ウェハ、即
ちウェハ１２３は、サセプタ１２１の表面１２１ａに水
平方向に取り付けられている。半導体ウェハはＲＦ熱源
（図示されていない）によって加熱され、反応ガスはサ
セプタ支持部１２５を通してウェハの上部の反応炉内に
供給される。反応ガスはウェハの上を通過して流れ、ベ
ルジャー１２２の底部に設けられたガス排気口（図示さ
れていない）を通して排気される。
【０００７】これらの従来の反応炉において、サセプタ
は熱的なフリーホイール（ｔｈｅｒｍａｌ ｆｌｙｗｈ
ｅｅｌ）として働く。より詳しくは、サセプタの熱的質
量（ｔｈｅｒｍａｌ ｍａｓｓ）は、サセプタの上に置
かれたウェハの熱的質量よりも概ね大きく、サセプタ
は、熱源のエネルギーを吸収しかつ熱を伝える材料から
製造されていた。従って、サセプタが動作温度に加熱さ
れたとき、サセプタの大きな熱的質量によって、サセプ
タの各部分が特定の温度に保持された。半導体ウェハは
サセプタによって保持されているので、サセプタの温度
が一定であることにより半導体ウェハの好ましくない温
度勾配が最小にされた。
【０００８】サセプタの大きな熱的質量が均一な膜を形
成するために必要である一方、大きな熱的質量によって
反応炉のスループットが制限されていた。より詳しく
は、サセプタは処理される半導体ウェハのバッチ毎に加
熱されそして冷却されなければならない。特に、加熱及
び冷却時間は、ウェハの各バッチを処理するために必要
なトータルの時間を制限する要因となっている。従来の
反応炉では、ウェハの各バッチの完全なプロセスサイク
ルに４０分から９０分を要した。
【０００９】一方、高速熱処理炉（ＲＴＰ：ｒａｐｉｄ
ｔｈｅｒｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｒｅａｃｔｏｒ）
は、ウェハの処理時間として２分から１５分のみを要す
る。即ち、高速熱処理炉は、従来の反応炉のプロセスサ
イクル時間と較べ非常に短いプロセスサイクル時間を要
することを特徴とする。更に、サセプタの熱的フリーホ
イールの特性は、ＲＴＰ反応炉に望ましいものである
が、大きな熱的質量に関連する時間遅れは望ましいもの
ではない。
【００１０】例えば、１９９２年３月２４日にナルマン
（Ｎｕｌｍａｎ）らに付与された米国特許第５，０９
８，１９８号明細書「Ｗａｆｅｒ Ｈｅａｔｉｎｇ ａ
ｎｄＭｏｎｉｔｏｒ Ｍｏｄｕｌｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈ
ｏｄ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ」は、サセプタ２１３
とサセプタ２１３によって支持された半導体ウェハ２１
４との間の迅速な熱的応答を提供するための薄型の一定
の反射率を備えたサセプタ２１３（図４）について記載
している。サセプタ２１３は、シリコンカーバイド若し
くは個体シリコンカーバイドによってコーティングされ
たグラファイトによって形成されている。サセプタ２１
３は、非常に迅速な熱的応答時間を提供するべく、典型
的には０．５ｍｍから８ｍｍ、好ましくは、２ｍｍの非
常に薄型のサセプタとして記載されている。サセプタの
直径及びウェハの直径については記載されていないが、
サセプタは一枚の半導体ウェハを支持するものとして記
載されている。
【００１１】１９９０年１２月１８日に付与されたＭ．
ミラーによる米国特許第４，９７８，５６７号明細書
「Ｗａｆｅｒ Ｈｏｌｄｉｎｇ Ｆｉｘｔｕｒｅ ｆｏ
ｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅ
ｓｓｅｓ ｉｎ ＲａｐｉｄＴｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｍｅｔｈ
ｏｄ Ｆｏｒ Ｍａｋｉｎｇ Ｓａｍｅ」は、ＲＴＰ反
応炉の更に異なる形式の一枚のウェハを支持するサセプ
タについて記載している。第１のサセプタ３００（図
５）はシリコンカーバイトから形成されており、ウェハ
を支持するための凹部３０４を含む平坦な上側面３０２
と、側壁３０３とを有する。平坦な上側面３０２及び側
壁３０３は約０．３８ｍｍ（０．０１５インチ）から約
０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）の範囲の厚みを有す
る。しかしながら、そのような薄いサセプタは、その熱
的応答が早いが、必要な安定性及び剛性を提供する点に
関して問題がある。
【００１２】続いて、シリコンカーバイドからなる第２
のサセプタ３１０（図６）は凹部３１７を備えた平坦な
上側面３１２と、側壁３１３と、中空の環状部分３１４
とを有する。環状部３１４が支持されている半導体ウェ
ハの近傍から十分に隔てられ、加熱されたときにウェハ
の熱的応答を抑制することのないように、内側の側壁３
２０から側壁３１３までの中空の環状部分３１４の幅
は、平坦な上側面３１２の内側のリム部３１５から外側
のリム部３１６までの長さの５０％の以下となってい
る。しかしながら、中空の環状部分３１４と平坦な上側
面３１２との熱的質量が異なることによって、これら２
つの部分が加熱されたときに異なる温度となり、サセプ
タ３１０に温度勾配が生ずる。このような温度勾配によ
って、サセプタの曲がり、そり、若しくは亀裂が生じ、
半導体ウェハの各バッチにおける均一な膜の形成が抑制
されることになる。特に、サセプタ３１０にそりが生じ
た場合、サセプタ３１０の不規則な表面によって、半導
体基板の表面が反応炉内の異なる処理条件に曝されるこ
とになる。更に、サセプタがシリコンカーバイドから形
成されている場合、サセプタにはそりが生ずるよりも亀
裂が生ずることになる。
【００１３】１９９２年４月２８日にアンダーソンらに
付与された米国特許第５，１０８，７９２号明細書「Ｄ
ｏｕｂｌｅ−Ｄｏｍｅ Ｒｅａｃｔｏｒ Ｆｏｒ Ｓｅ
ｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」に記
載された他の型式のＲＴＰ反応炉では、サセプタは、熱
的質量を低くするための薄型プレートと、剛性を高める
ためのリム部とからなるものとして記載されている。し
かしながら、この特許明細書には、１枚の半導体ウェハ
を支持する支持部若しくはサセプタの寸法が記載されて
いない。提供された唯一の教示内容は、サセプタが低い
熱的質量を有するということであり、ウェハ、リム部及
び薄型プレートの間の関係については何ら記載されてい
ない。この特許明細書はまた、そのＲＴＰ反応炉システ
ムが、加熱時間及び冷却時間がウェハの熱的質量によっ
て主に制限されるように、サセプタを含まないものであ
ることが企図されていることを記載している。
【００１４】多くの従来のＣＶＤ反応炉は、複数のウェ
ハのバッチを処理するものである。大きな熱的質量を有
するサセプタは、複数の半導体ウェハを支持するように
適合されている。しかし、多くのＲＴＰ反応炉は１枚の
半導体ウェハを処理するために用いられてきた。上述さ
れたように、ＲＴＰ反応炉のサセプタに対する主要なア
プローチは、より大きい質量を備えた外側リムによって
支持された薄型の平坦なプレートを用いるものである。
残念ながら、この薄型の平坦なプレートがより大きくな
るにつれ、この平坦なプレートは１枚の大型の半導体ウ
ェハ若しくは複数の半導体ウェハを支持するための十分
な安定性及び剛性を有しないものとなる。ＲＴＰ反応炉
のサイクル時間に関する特性を保持することが重要な場
合、１枚の大型な半導体ウェハ若しくは複数の半導体ウ
ェハを支持することのできる高い安定性及び剛性を備え
たグラファイト若しくはシリコンカーバイトによってコ
ーティングされたグラファイトからなるサセプタは、Ｒ
ＴＰ反応炉において用いるには大きすぎる熱的質量を有
する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＲＴ
Ｐ反応炉においてスループットを向上させるのに適した
熱的質量を有すると共に、１枚の大型の半導体ウェハ若
しくは複数の半導体ウェハを支持することのできる安定
性及び剛性を備えたサセプタを提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、高速熱処理炉
（ＲＴＰ炉）のサセプタであって、基板包囲リングと、
前記基板包囲リングの周りに隣接して配置された複数の
熱分配要素とからなる複数の構成要素を有する第１の層
と、第１の表面と前記第１の表面の反対側の第２の表面
とを有する第２の層とを有し、前記第１の層の前記複数
の構成要素が、前記第２の層が前記第１の層を支持する
ように前記第２の層の前記第１の表面の上に配置されて
いることを特徴とする高速熱処理炉のサセプタを提供す
ることによって達成される。
【００１７】本発明の基本理念に基づけば、ＲＴＰ反応
炉のサセプタは複数の層からなる構造を有する。このＲ
ＴＰ反応炉用のサセプタの第１の層は、シリコンカーバ
イド、グラファイト、若しくはグラファイをコーティン
グされたシリコンカーバイドからなり、かつ約６ｍｍ以
下の厚さを有する複数の薄い構成要素を含み、この第１
の層は、熱を放射する放射率を備え、かつサセプタによ
って支持されている１枚若しくは２枚以上の半導体基板
の温度を均一に保つことを容易にするとともに半導体基
板全体に亘って反応ガスの特性を均一に保つことを容易
にするような熱伝達特性を備えている。このサセプタの
第２の層は、ＲＴＰ反応炉の熱源からの熱を吸収するこ
となく（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）伝達し、第１の層に
対する硬いかつ安定したプラットホームを提供する。熱
を吸収することなく伝達する第２の層によって提供され
た支持力及び剛性によって、それ自体は十分な剛性を備
えていない薄い第１の層を１枚の大型の半導体基板、例
えば３００ｍｍの直径の半導体ウェハ、若しくは複数の
半導体基板を支持するために用いることができる。即
ち、第１の層と第２の層の合計の厚さによって、１枚の
大型の半導体基板を支持するための若しくは同時に複数
の半導体基板を支持するための十分な安定性と剛性が提
供され、かつ第２の層が熱を吸収しないために、サセプ
タの熱的質量は第１の層によって決定され、かつＲＴＰ
反応炉のプロセスサイクルにも適合できるものとなる。
【００１８】好ましくは、第１の層は、半導体基板包囲
リングと、複数の熱分配要素を含む。この複数の熱分配
要素によって、サセプタの曲がり、そり、亀裂の発生と
いった問題が低減される。加えて、この第１の層は均一
な温度特性を有するので、従来技術のＲＴＰ反応炉のサ
セプタにおけるように薄い中心部分とこの薄い中心部分
の外周に沿って配置されたより大きな重量の支持構造部
との間の熱特性の差によって生ずる問題が低減される。
また、第１の層が均一な形状を有することによって、こ
の第１の層の製造が容易となり、かつプロセスガスの特
性を均一にすることが容易となる。本発明の２つの層か
らなるサセプタは、任意の熱源と共に、若しくはＲＴＰ
反応炉において用いられているように複数の熱源の組み
合わせと共に用いることができる。
【００１９】即ち、本発明の基本理念に基づけば、高速
熱処理炉のサセプタは、（ｉ）半導体基板包囲リング
と、（ｉｉ）前記半導体基板包囲リングに隣接してかつ
前記半導体包囲リングの上に配置された複数の熱分配要
素とを含む複数の構成要素を有する。また、本発明に基
づくサセプタの第２の層は、第１の表面と、前記第１の
表面の反対側の第２の表面とを有し、前記第２の層が前
記第１の層を支持するように前記第２の層の第１の表面
には前記第１の複数の構成要素が取り付けられている。
この実施例では、第２の層は、ＲＴＰ反応炉の熱源の熱
を概ね吸収することなく伝達するので、サセプタの熱的
質量は、第１の層の特性によって決定される。
【００２０】第１の層の複数の構成要素はまた、円周エ
ッジ面を備えた半導体基板包囲リングインサートを含
み、この半導体基板包囲リングインサートの円周エッジ
面は、半導体基板包囲リングの内側の円周エッジ面と隣
接している。好ましくは、半導体基板包囲リングインサ
ートを動かさずに半導体基板包囲リングを半導体基板包
囲リングインサートから持ち上げることのできるよう
に、半導体基板包囲リングインサートの円周エッジ面と
半導体基板包囲リングの内側円周エッジ面とは面取りさ
れている。
【００２１】ある実施例では、半導体基板包囲リングに
は、半導体基板包囲リングの内側円周エッジ面から外側
円周エッジ面に向けて予め決められた距離に亘って延在
する棚部が設けられており、半導体基板包囲リングに配
置された半導体基板がこの棚部によって支持される。半
導体基板包囲リングはまた、半導体基板包囲リングの外
側エッジ面の上にリム部を備え、このリム部の内側円周
エッジ面と棚部との交差部分によって棚部の外側エッジ
が画定される。即ち、リム部の内側円周エッジ面が、棚
部からリム部の上側部分まで延在する壁を形成する。こ
の壁は、基板の厚さのおよそ２倍の高さを有する。更
に、棚部の外側エッジは、壁と基板のエッジとの間隔が
約０．１３ｃｍ（０．０５インチ）から０．５１ｃｍ
（０．２インチ）の範囲にあるように、ある実施例では
約０．１６ｃｍ（０．０６２５インチ）となるように配
置されている。
【００２２】他の実施例では、サセプタの第１の層は、
内側円周エッジ面から延在する複数のリフトタブを備え
た内側円周エッジ面を有する半導体基板包囲リングと、
外側円周エッジ面に設けられた複数のノッチを有する半
導体基板包囲リングインサートとを有し、半導体基板包
囲リングインサートが半導体基板包囲リングと嵌合され
かつはめ合わされるようになっている。
【００２３】複数の熱分配要素が、半導体基板包囲リン
グの周りに半導体基板包囲リングに隣接して配置されて
おり、熱分配要素同士の隣接するエッジ面の間に第１の
ギャップが形成され、熱分配要素と半導体基板包囲リン
グの外側円周エッジ面との間に第２のギャップが形成さ
れる。複数の熱分配要素の各々は、外側円周エッジ面に
ノッチを有する。第２の層は、第２の層の表面から延在
し、かつ第２の層の外側円周エッジに隣接して配置され
た複数のピンを有する。熱分配要素に設けられたノッチ
は、前記複数のピンの対応するピンに嵌合される。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の基本理念に基づけば、半
導体ウェハ若しくはフラットパネル型ディスプレイなど
の１枚の基板、若しくは複数の基板を支持するための高
速熱処理炉（ＲＴＰ）の新規なサセプタが、ＲＴＰサイ
クロタイムに適合する熱的な質量を有し、かつ基板上に
均一な被膜を形成するために必要な剛性及び安定性を有
する。
【００２５】本発明のサセプタは、高速熱処理炉（ＲＴ
Ｐ）内において１枚の基板を処理するのみでなく、更に
複数の基板をも処理することができる。一方、ＲＴＰ反
応炉は、従来の反応炉における同様の過程のサイクルタ
イムと比較してより短いサイクルタイムを有する。この
ＲＴＰ反応炉は、典型的には１０℃／秒から４００℃／
秒の間の加熱速度で１枚若しくは２枚以上の半導体ウェ
ハを加熱することができる。ある実施例では、ＲＴＢ反
応炉は、２０℃／秒の加熱速度で１枚若しくは２枚以上
のウェハを加熱する。他の実施例は、ＲＴＢ反応炉は、
１０℃／秒の加熱速度で１枚にウェハ若しくは２枚以上
のウェハを加熱する。ウェハの迅速な加熱は本発明のＲ
ＴＰ反応炉を特徴づけるより短いプロセスサイクル時間
の必須ｄ条件の１つである。本発明の新規なサセプタに
より、単一の熱源若しくは２つの熱源を用いて、複数の
ウェハ若しくは１枚の大型のウェハ、例えば、２５０ｍ
ｍ（１０インチ）、３００ｍｍ（１２インチ）、４００
ｍｍ（１６インチ）の直径のウェハを処理することが可
能となる（以下の説明において、ウェハの寸法は特に明
示のない限りウェハの直径を表している）。
【００２６】本発明に用いるのに適した１つのＲＴＢ反
応炉は、本件出願と同一の出願人による１９９４年１月
２１日に出願されたガリ・Ｍ・ムーア及びカツヒコ・ニ
シカワによる米国特許出願第０８／１８５，６９１号明
細書「Ａ ＲＡＰＩＤ ＴＨＥＲＭＡＬ ＰＲＯＣＥＳ
ＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳ
ＳＩＮＧ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＷＡＦＥＲ」
と、１９９３年１月２１日に米国特許出願第０８／００
７，９８１号として出願されたガリ・Ｍ・ムーア及びカ
ツヒコ・ニシカワによる米国特許第５，４４４，２１７
号明細書「ＡＲＡＰＩＤ ＴＨＥＲＭＡＬ ＰＲＯＣＳ
ＳＩＮＧ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＴＵＳＦＯＲ ＰＲＯＣ
ＥＳＳＩＮＧ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＷＡＦＥ
Ｒ」に記載されており、この２つの特許明細書はここで
言及されたことによって本出願の一部とされたい。
【００２７】処理される１枚の半導体ウェハ若しくは２
枚以上の半導体ウェハがサセプタの凹部内に配置される
ので、凹部の個数及び寸法が異なるり、異なるサセプタ
が、若しくは以下により詳しく説明される少なくとも１
つのサセプタの異なる第１の層が、異なる各々の半導体
ウェハの寸法に対して必要となる。異なる本数のウェハ
支持ピンが、寸法の異なるウェハをサセプタの本体の上
に持ち上げるために用いられるので、異なる１枚のサセ
プタ、またはこのサセプタの少なくとも１つの異なる第
１の層が必要とされる。典型的には、ある特定の寸法の
半導体基板のバッチが通常は連続して処理され、サセプ
タの交換回数を最小にすることが要求されるので、他の
サセプタによって若しくは少なくとも１つの異なるサセ
プタの第１の層によって半導体基板の高いスループット
を達成するための障害がもたらされることはない。ある
実施例では、各サセプタは、直径が３５．６ｃｍ（１４
インチ）であり、（ウェハの凹部が形成されている部分
以外では）約０．９５ｃｍから１．２７ｃｍ（０．３５
７インチから０．５インチ）の厚さを有する。他の実施
例では、サセプタは直径が４５．７ｃｍ（１８インチ）
であり、更に他の実施例では、直径が４５．７ｃｍ（１
８インチ）であり、更に他の実施例では、直径が５０．
８ｃｍ（２０インチ）である。
【００２８】本発明のサセプタは、水晶から形成されて
いるか、代わりにサセプタの支持層が水晶から形成され
ている。サセプタが水晶から形成されている場合、放射
熱源に面するサセプタの表面は、ビードブラスト（ｂｅ
ａｄ ｂｌａｓｔ）され、保温力が増加される。その一
方、抵抗加熱器若しくは自動熱分配要素に面するサセプ
タの表面は、例えば、炎洗浄（ｆｌａｍｅ ｐｏｌｉｓ
ｈｉｎｇ）若しくは機械洗浄（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって洗浄され、サセプタを通
過して半導体基板により多くの熱が伝えられるようにさ
れている。代わりに、一方の表面がビードブラストさ
れ、他方の表面が洗浄され、若しくは任意の表面が選択
的にビードブラストされて選択された位置での保温力が
増加される。この選択は、サセプタが使用されているＲ
ＴＰ反応炉に対する所望のある特定の加熱効果に基づい
てなされる。
【００２９】基板全体に亘るほぼ均一な温度と、基板の
表面全体に亘る均一な反応ガスの流れとを保持すること
は、半導体基板の正確な処理にとって肝要な事柄となっ
ている。特に、半導体基板のエッジ部分において、半導
体基板から反応チャンバ内のより低温の周囲環境への熱
の放散は、エピタキシャル処理過程における「スリップ
（ｓｌｉｐ）」として知られている好ましくない現象を
生み出すエッジ部分における大きな温度勾配を形成する
ことにもなる。即ち、半導体ウェハのエッジ部分におけ
る温度を制御するための手段が特に必要とされている。
【００３０】図７及び図８は、本発明の実施例に基づく
ポケット４３内にウェハ包囲リング４０１及びウェハ４
０４が配置されたサセプタ４００の平面図及び側面図を
各々表している。ウェハ包囲リングの１つの働きは、ウ
ェハのエッジ部分における均一な温度を保持することで
ある。
【００３１】ウェハ包囲リング４０１の中心部分には貫
通孔が形成されている。凹部を形成する棚部が、この貫
通孔の周りに形成されており、かつウェハエッジ接触面
４０１ｆとウェハ裏側接触面４０１ｅとによって画定さ
れている。ウェハ包囲リング４０１はスピンドル４０２
を取り囲むように配置されており、ウェハ包囲リング４
０１のウェハ裏側接触面４０１ｅは、スピンドル４０２
のウェハ裏側接触面４０２ａとほぼ同一平面上に配置さ
れている。
【００３２】スピンドル４０２はサセプタ４０２と一体
的に形成されてもよく、またスピンドル４０２は、ポケ
ット４０３内に配置される別個の構成部品として形成さ
れてもよい。以下で、本発明の以下の説明において、
「スピンドル」は、サセプタのポケット内の中心に配置
された構成要素を表すために用いられ、このスピンドル
はサセプタと一体的に形成されてもよく、若しくは別個
の構成要素として形成されてもよい。「サセプタインサ
ート」は、サセプタのポケット内の中心に配置されかつ
サセプタとは別個に形成された構成要素を表すために用
いられる。更に、本発明明細書中で用いられるように、
「スピンドル」は、「サセプタインサート」よりも厚い
構成要素を表すが、しかしながらこれは必ずしも必須要
件ではなくある場合にはスピンドルとサセプタインサー
トが等しい厚さを有してもよい。一般的に、「スピンド
ル」と「サセプタインサート」は、概ね等しい構成要素
を表し、かつ一方の用語若しくはもう一方の用語を用い
ることは、サセプタと一体的に形成された構成要素若し
くはサセプタと別個に形成された構成要素と、任意の厚
さの構成要素とを表すものである。ウェハ４０４は、ウ
ェハ包囲リング４０１のウェハ裏側接触面４０１ｅとス
ピンドル４０２のウェハ裏側接触面４０２ａとの上に配
置されており、ウェハ４０４の上側面４０４ａはウェハ
包囲リング４０１の環状上側面４０１ｄよりもわずかに
低い位置に配置されている。ウェハ包囲リング４０１は
アメリカ合衆国ミシガン州のミッドランド・マテリアル
ズ・リサーチ社から入手することができる。ウェハ包囲
リング４０１は、比較的低い熱伝導率を有する材料、例
えばグラファイト若しくはシリコンカーバイドからな
る。グラファイトが用いられた場合、ウェハ包囲リング
４０１はシリコンカーバイドによってコーティングされ
ている。シリコンカーバイドの被膜は、グラファイトの
薄片がウェハの上にはがれ落ちることによるグラファイ
トからの炭素による汚染を防止するので、シリコンカー
バイドの被膜によって粒子の汚染が最小となる。シリコ
ンカーバイドの被膜は、グラファイトからの炭素の薄片
によるウェハ４０４の汚染を防止するために十分な厚み
をもって形成される。
【００３３】しかしながら、シリコンカーバイドの被膜
が形成されるグラファイトのある部分が薄い場合、その
薄い部分の一方の表面にシリコンカーバイドの被膜を真
空蒸着法によって形成することによりその部分にそりが
生ずることになる。このそりを解消するために、その薄
いグラファイトの部分のもう一方の表面に形成される真
空蒸着法による被膜の厚さはそりを相殺しシリコンカー
バイドの被膜によって覆われた平坦な部分を形成するよ
うな値に選択される。即ち、薄いグラファイトの部分の
両側の表面に形成されたシリコンカーバイドの厚さは異
なる値となってもよい。シリコンカーバイドの被膜の正
確な厚さ及び両側の面における厚さの違いは、ミッドラ
ンド・マテリアルス・リサーチ社の特許情報である。
【００３４】以下で、本発明のこれから説明される実施
例では、様々な構成要素、例えばウェハ包囲リング、ス
ピンドル、及びサセプタインサートは、グラファイトか
ら形成されている。これらの構成要素のうちの１つがグ
ラファイトから形成されている場合、この構成要素を、
上述されたようにかつ上述された理由によりシリコンカ
ーバイドによってコーティングすることが望ましい。例
えば、２００ｍｍ（８インチ）のウェハを保持するため
に十分な大きさのポケット４０３を備えた直径３５６ｍ
ｍ（１４インチ）のサセプタ４００に対して、ウェハ包
囲リング４０１の環状上側面４０１ｄは３．１８ｍｍ
（０．１２５インチ）の幅４０１ａを有し、ウェハ包囲
リング４０１のウェハ４０４の下の部分４０１ｂの厚み
は０．２５４ｍｍ（０．１０インチ）であり、ウェハ包
囲リング４０１の外側エッジ面４０１ｇから内側エッジ
面４０１ｈまでの幅４０１ｃは１５．２ｍｍ（０．６０
インチ）となっている。サセプタの寸法が異なる場合、
幅４０１ａ、厚さ４０１ｂ、及び幅４０１ｃの値は上述
されたものと異なる値となる。スピンドル４０２は、例
えばグラファイト、シリコンカーバイド、若しくは水晶
から形成される。グラファイト及びシリコンカーバイド
は、ウェハ４０４の裏側面４０４ｂへより多くの熱を伝
達し、かつ／またはウェハ４０４の裏側面４０４ｂへの
熱の伝達を阻止するために望ましい。水晶は、ウェハ４
０４の裏側面４０４ｂへごくわずかの熱を伝達するかま
たは熱を伝達せず、ウェハ４０４の裏側面４０４ｂから
の熱の伝達をわずかに阻止するか全く阻止しない。しか
しながら、熱の損失はウェハ４０４のエッジ４０４ｃに
おいて主に問題となるので、水晶をスピンドル４０２、
即ちウェハ４０４の中心部分の下に用い、グラファイト
若しくはシリコンカーバイドをウェハ包囲リング４０
１、即ちウェハ４０４のエッジ４０４ｃの下及びエッジ
４０４ｃの周りに用いることは、ウェハ４０４の望まし
い温度の均一性を提供する。
【００３５】ウェハ包囲リング４０１（以下に説明され
る本発明の他の実施例に基づくウェハ包囲リング）は、
サセプタ４００のポケット４０３内に配置されたウェハ
４０４を所定の位置に保持する。特に、ウェハ４０４の
エッジ４０４ｃの周りのウェハ包囲リング４０１によっ
て、ウェハ４０４のエッジ４０４ｃの近傍の温度は、ウ
ェハ４０４のその他の部分の温度と概ね等しく保持され
る。
【００３６】図９は、本発明の他の実施例に基づくウェ
ハ包囲リング４０１、サセプタインサート４１７、スピ
ンドル４１２、及び半導体ウェハ４０４が、ポケット４
０３内に配置されたサセプタ４００の断面図である。ウ
ェハ包囲リング４０１がポケット４０３内に配置された
後に、ウェハ包囲リング４０１を貫通してその中心に形
成された開孔内のポケット４０３にサセプタインサート
４１７が配置される。スピンドル４１２は、サセプタイ
ンサート４１７の厚さの１倍から３倍の厚さを有し、こ
のスピンドル４１２はウェハ包囲リング４０１の開孔内
のサセプタインサート４１７の上に配置され、スピンド
ル４１２のウェハ接触面４１２ａは、ウェハ包囲リング
４０１のウェハ接触面４０１ｅと概ね等しい平面内に配
置される。ウェハ４０４は、ウェハ包囲リング４０１内
のウェハ包囲リング４０１のウェハ接触面４０１ｅ及び
スピンドル４１２のウェハ接触面４１２ａの上に配置さ
れる。
【００３７】スピンドル４１２及びサセプタインサート
４１７は、例えば、水晶、シリコンカーバイド若しくは
グラファイトから形成される。典型的には、スピンドル
４１２及びサセプタインサート４１７の一方が水晶から
形成され、もう一方がグラファイト若しくはシリコンカ
ーバイトから形成される。
【００３８】代わりに、サセプタインサート４１７は硬
いプレート若しくは柔軟な布から形成されていても良
い。本発明のある実施例では、サセプタインサート４１
７は全体の厚さがおよそ３．１８ｍｍ（０．１２５イン
チ）のシリコンカーバイドによってコーティングされた
グラファイト製のプレートからなる。
【００３９】本発明の他の実施例では、サセプタインサ
ート４１７は、０．００２５ｍｍ（０．０００１イン
チ）から３．１８ｍｍ（０．１２５インチ）の厚さを有
するシリコンカーバイド製のプレートからなる。シリコ
ンカーバイド製のプレートは、上述されたグラファイト
製のプレートよりもその厚みを小さくできるが、その理
由は通常ＲＴＰ反応炉に対して用いられるプロセスの温
度を超える温度に曝されたときシリコンカーバイド製の
プレートはグラファイト製のプレートよりもそりに対す
る抵抗が大きいからである。より薄いシリコンカーバイ
ド製のプレートによって、ウェハ４０４をより迅速に加
熱及び冷却することができる。しかしながら、グラファ
イト製のプレートは、シリコンカーバイド製のプレート
よりも製造コストが低い。
【００４０】本発明の更に他の実施例では、サセプタイ
ンサート４１７は、シリコンカーバイドの布からなる。
シリコンカーバイドの布は、シリコンカーバイド製のプ
レートよりも製造コストが低いが、しかしシリコンカー
バイド製のプレートにくらべ粒子の汚染を生じやすい。
【００４１】図１０は、本発明の他の実施例に基づくウ
ェハ包囲リング４２１、スピンドル４２２及びウェハ４
０４がサセプタ４００のポケット４０３内に配置された
サセプタ４００の断面図である。ウェハ包囲リング４２
１は、サセプタ４００のポケット４０３内のスピンドル
４２２の周りに配置されている。（図７から図９の）ウ
ェハ包囲リング４０１とは異なり、ウェハ包囲リング４
２１はその中心部分を貫通する開孔部を備えていない。
その代わり、ウェハ包囲リング４２１の内側エッジ面４
２１ｃと外側エッジ面４２１ｄが、ウェハ包囲リング４
２１の上側面４２１ａから下側面４２１ｂまで各々延在
している。ウェハ４０４はスピンドル４２２の裏側接触
面４２２ａの上に配置され、そのエッジ４０４ｃがウェ
ハ包囲リング４２１の内側エッジ面４２１ｃと接触する
ことによって横方向に保持されている。
【００４２】スピンドル４２２はサセプタ４００と一体
的に形成されてもよいし、またスピンドル４２２はサセ
プタ４００とは別個の構成部品として形成され、ポケッ
ト４０３内に配置されてもよい。スピンドル４２２は例
えばグラファイト、シリコンカーバイド、若しくは水晶
から形成される。スピンドル４２２がサセプタ４００と
一体的に形成されている場合、スピンドル４２２はサセ
プタ４００と同じ材料から形成される。ウェハ包囲リン
グ４２１は例えばシリコンカーバイド若しくはグラファ
イトから形成される。
【００４３】図１１は、本発明の他の実施例に基づくウ
ェハ包囲リング４２１、サセプタインサート４３７、ス
ピンドル４３２及びウェハ４０４がサセプタ４００のポ
ケット４０３内に配置されたサセプタ４００の断面図で
ある。ウェハ包囲リング４２１はポケット４０３内に配
置されている。サセプタインサート４３７はウェハ包囲
リング４２１を貫通して形成された開孔内に配置されて
いる。スピンドル４３２はウェハ包囲リング４２１の中
心に形成された開孔内のサセプタインサート４３７の上
に配置されている。ウェハ４０４は、スピンドル４３２
のウェハ裏側接触面４３２ａの上に配置され、そのエッ
ジ４０４ｃがウェハ包囲リング４２１の内側エッジ面４
２１ｃと接触することによって横方向に保持されてい
る。
【００４４】ウェハ包囲リング４２１、サセプタインサ
ート４３７、及びスピンドル４３２は、（図９の）ウェ
ハ包囲リング４０１、サセプタインサート４１７、及び
スピンドル４１２と等しい材料から形成されている。更
に、サセプタインサート４１７と同様に、サセプタイン
サート４３７は柔軟な布または硬いプレートの何れかか
ら形成される。
【００４５】図１２は、本発明の他の実施例に基づくウ
ェハ包囲リング４４１、ウェハ４０４がサセプタ４００
のポケット４０３内に配置されたサセプタ４００の断面
図である。ウェハ裏側接触面４４１ａとウェハエッジ接
触面４４１ｂとによってウェハ包囲リング４４１内に凹
部が画定されている。ウェハ４０４はウェハ包囲リング
４４１の凹部内に配置され、ウェハ４０４の上側面４０
４ａが、ウェハ包囲リング４４１の上側面４４１ｃより
もわずかに低い位置に配置されている。ウェハ包囲リン
グ４４１は、例えばシリコンカーバイド若しくはグラフ
ァイトから形成される。
【００４６】図１３は、本発明の他の実施例に基づくサ
セプタインサート４５７、ウェハ包囲リング４５１、及
びウェハ４０４がサセプタ４００のポケット４０３内に
配置されたサセプタ４００の断面図である。サセプタイ
ンサート４５７は、ポケット４０３の底部表面の全体を
覆うようにポケット４０３内に配置されている。ウェハ
包囲リング４５１はポケット４０３内のサセプタインサ
ート４５７の上に配置されている。凹部が、ウェハ裏側
接触面４５１ａとウェハエッジ接触面４５１ｂとによっ
てウェハ包囲リング４５１内に画定されている。ウェハ
４０４は、ウェハ包囲リング４５１の凹部内に配置さ
れ、ウェハ４０４の上側面４０４ａは、ウェハ包囲リン
グ４５１の上側面４５１ｃよりもわずかに低い位置に配
置されている。ウェハ包囲リング４５１は、（図１２）
のウェハ包囲リング４４１と等しい材料から形成され
る。サセプタインサート４５７は例えばグラファイトか
ら形成される。上述したように、サセプタインサート４
５７は柔軟な布若しくは硬いプレートの何れかから形成
される。図７から図１３に例示された実施例において、
ウェハ包囲リング、スピンドル及びサセプタインサート
の特定の寸法は、スリップを最小にしかつウェハ４０４
の温度を概ね均一に保つべく実験により決定される。更
に、シリコンカーバイド若しくはグラファイトの代わり
に水晶が用いられた場合、この選択は、グラファイト若
しくはシリコンカーバイドの望ましい保温力とこれらの
物質の好ましくない熱的慣性（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｅ
ｒｔｉａ）とを比較考量した結果なされたものである。
更に、スピンドル若しくはウェハ包囲リングが水晶から
形成されている場合、この水晶の表面はビードブラスト
若しくは洗浄される。ビードブラストによって水晶はよ
り多くの熱を保持するようになる。最終的に、図７から
図１３では本発明の実施例はサセプタの上に１枚の半導
体ウェハが配置されるものとして説明されてきたが、ウ
ェハが配置される上記の構造のうちの１つを各ポケット
内に配置することによって１つ若しくはそれ以上の半導
体ウェハが取り付けられるサセプタに、上述された構造
が用いられることは容易に理解される。
【００４７】図１４及び図１５は、本発明のある実施例
に基づくウェハ包囲リングのＣ型部分４９５の平面図及
び側断面図を各々表している。本発明に基づくウェハ包
囲リングは２つの部分、即ちＣ型部分４９５と、このＣ
型部分４９５とはめ合わされることによって円環状のウ
ェハ包囲リングを形成するはめあい部分（図示されてい
ない）から形成されている。ウェハは、ウェハ包囲リン
グの上側面４９５ｇよりわずかに低い位置に形成されて
いるウェハ裏側接触面４９５ｆの上に載せられる。Ｃ型
部分４９５のサセプタ接触面４９５ｅには凹部４９５
ａ、４９５ｂ、４９５ｃ及び４９５ｄが形成されてい
る。
【００４８】サセプタが下降されたときに、ウェハ支持
ピンがこの凹部４９５ａ、４９５ｂ、４９５ｃ及び４９
５ｄと接触し、Ｃ型部分４９５をサセプタから持ち上げ
る。ウェハ裏側接触面４９５ｆの上に載せられたウェハ
は、Ｃ型部分４９５と共に持ち上げられる。しかし、Ｃ
型部分４９５が持ち上げられたとき、はめあい部分はサ
セプタの上に載せられたまま残る。即ち、はめあい部分
が占めていた部分に開かれた部分が形成され、この開か
れた部分を通してロボットアーム若しくはウェハ取り扱
いシステムが容易に入り込み、Ｃ型部分４９５からウェ
ハを持ち上げかつウェハを取り除く。
【００４９】Ｃ型部分４９５の内側エッジ面４９５ｈと
外側エッジ面４９５ｉとは各々面取りされているので、
サセプタ接触面４９５ｅはウェハ裏側接触面４９５ｆと
上側面４９５ｇとの合計の幅よりも短い幅を有する。サ
セプタのポケット部の側面は、面取りされており、Ｃ型
部分４９５の内側エッジ面４９５ｈと外側エッジ面４９
５ｉとにはめあ合わされるようになっている。Ｃ型部分
４９５とサセプタとの間の境界面を各々面取りすること
によって、Ｃ型部分４９５がサセプタの上に配置された
ときＣ型部分４９５が良好に気密され、Ｃ型部分４９５
とサセプタとの間を通してガスが漏洩せず、ウェハの裏
側面が汚染されない。更に、面取りされた面を用いるこ
とによってウェハ包囲リングをサセプタに載せること及
びウェハ包囲リングをサセプタから取り除くことがより
容易となる。はめあい部分もまた同様な面取りされた面
を有する。
【００５０】Ｃ型部分４９５の開いた端部におけるエッ
ジ面４９５ｊ及び４９５ｋもまた、ウェハ裏側接触面４
９５ｆ及び上側面４９５ｇからサセプタ接触面４９５ｅ
にいくに従って先細りとなるように面取りされている。
ウェハ包囲リングのはめあい部分もまた、対応する面取
りされたエッジ面を有する。ここでも同様にＣ型部分４
９５とはめあい部分との間の境界面を面取りすることに
よって、Ｃ型部分とはめあい部分との間に良好な気密が
形成される。エッジ面４９５ｊ及び４９５ｋは、ウェハ
のローディング若しくはアンローディングのためにサセ
プタが下降されたときに、Ｃ型部分４９５がはめあい部
分を持ち上げることのないように、内向きに（ウェハ裏
側接触面４９５ｆからサセプタ接触面４９５ｅに行くに
従って先細りとなるように）面取りされていなければな
らない。このはめあい部分は、はめあい部分及びサセプ
タに形成された対応する開孔部内に嵌合されたピンによ
ってサセプタ上の横方向に固定して保持される。
【００５１】他の実施例では、Ｃ型部分４９５、サセプ
タのポケットの側面、及びはめあい部分のエッジ面は面
取りされずに直線状に形成されている。
【００５２】図１６は、Ｃ型部分４９８及びはめあい部
分４９９を含む本発明の他の実施例に基づくウェハ包囲
リング４９７の平面図である。Ｃ型部分４９８はリム部
４９８ａ及びフロア部４９８ｂを含む。同様に、はめあ
い部分４９９は、リム部４９９ａ及びフロア部４９９ｂ
を含む。ウェハ包囲リング４９７は、図１４及び図１５
に関して上述されたウェハ包囲リングと概ね等しいが、
図１４及び図１５のウェハ包囲リングのごく一部分がウ
ェハの下に配置されているのに対し、フロア４９８ｂ及
び４９９ｂがウェハの下側に完全に延在している点が異
なる。ウェハ包囲リング４９７は、図１４及び図１５の
ウェハ包囲リングに関して上述された材料と等しい材料
から形成される。
【００５３】本発明の他の実施例では、図１７に例示さ
れているように、新規な複数の層からなるサセプタ５０
０は、基板支持リングと、基板包囲リングインサート
と、複数の熱分配要素５０３ａ〜５０３ｆとを含む複数
の構成要素から形成された第１の層５０１を含む。第１
の層５０１は第２の層５０２によって支持されている。
第１の層を構成するこれらの複数の構成要素は、グラフ
ァイト及びシリコンカーバイドと同等の熱伝達特性及び
放射率を備えた材料から形成される。この第１の層５０
１の働きは、反応ガスがサセプタ５００による温度勾配
の影響を受けることがないように、第１の層５０１によ
って支持された基板５３０（図１８）の温度勾配を最小
にし、かつ基板５３０を取り囲む周囲の温度を概ね均一
に保つことである。
【００５４】第１の層５０１を形成する複数の構成要素
の厚さは、この第１の層５０１の熱的な質量がＲＴＰ反
応炉のサイクルタイムに影響を及ぼさないように最小化
されなければならないが、一方では温度勾配を最小にし
かつプロセスガスへの影響を最小にするために十分な厚
さが保たれていなければならない。加えて、第１の層５
０１は以下により詳しく説明されるように、そり及び亀
裂に関する問題を最小にするようにその形状が構成され
ている。第１の層５０１は第２の層５０２によって支持
されることによってその剛性及び安定性が確保されてい
るので必要に応じてできるだけ大きい横方向の寸法を有
することができる。
【００５５】第２の層を構成する材料は、吸収される熱
量が最小となるように、即ち第２の層５０２がＲＴＰ反
応炉内の熱源からの熱を概ね吸収することなく伝達する
ように決定されている。従って、第２の層５００には熱
的質量に関与しないが、第２の層５０２は第１の層５０
１に対する剛性及び支持を提供する。しかし、第２の層
は、選択された部分において保温力を増すように形成さ
れてもよい。
【００５６】第１の層５０１と第２の層５０２とを組み
合わせることによって、第１の層５０１によってもたら
された低い熱的質量と、基板の近傍における概ね均一な
温度分布とを有し、その一方で１枚の大型の半導体基板
若しくは複数の半導体基板を支持するための安定性及び
剛性を備えたサセプタ５００が形成される。更に、従来
技術のＲＴＰ反応炉用のサセプタに関する薄型の内側の
プレートとより大きな重量の外側のリム部に関する上述
された問題が解消されるが、その理由は第１の層５０１
を構成する各構成要素が均一な熱的質量の特性を有し、
従って、個々の構成要素の熱的質量の相違を原因とする
温度勾配が発生しないためである。
【００５７】この実施例では、サセプタ５００はその上
にペデスタルプレート５１１が取り付けられたペデスタ
ル支持シャフト５１０によって支持されている。ペデス
タルプレート５１１は複数のコラム５１２〜５１４を、
この実施例では３本のコラムを有し、このコラムは第２
の層５０２を支持している。受動熱分配器５１５、若し
くはその代わりとなるセラミック抵抗加熱器が、ペデス
タル支持プレート５１１の上側面５１１ａの上に配置さ
れており、ペデスタルプレート５１１の上側面５１１ａ
から延在する複数のピンによって所定の位置に保持され
ている。カバー５１６が、受動熱分配器５１５の上に配
置されている。基板支持ピン５２０ａから５２０ｄは、
第２の層５０２の面取りされた面との間で気密を形成す
る第１の面取りされた表面と、基板包囲リング５４０の
対応する面取りされた開孔部に嵌合される第２の面取り
された表面とを有する。以下により詳しく説明されるよ
うに、基板支持ピン５２０ａから５２０ｄは、基板５３
０が基板取り扱いシステムによって処理されるように基
板包囲リング５４０を、従って、基板５３０を第１の層
５０１の上側面の上に持ち上げるために用いられる。
【００５８】図１８は、サセプタ５００の上面図を表し
ている。この実施例では、サセプタ５００は約５０．８
ｃｍ（２０インチ）の直径を有する。破線５１０ａは、
ペデスタル支持シャフト５１０の頭部の円周を表してい
る。ペデスタル支持プレート５１１の底面の放射状リブ
及び支持コラム５１２〜１４もまた破線によって表され
ている。その他の隠れた構成要素は図面を明瞭にするた
めに図示されていない。
【００５９】熱分配要素５０３ａから５０３ｆは複数の
円筒形ピン５０５ａ１から５０５ｆ２によって所定の位
置に保持されており、例えば熱分配要素５０３ａは、ピ
ン５０５ａ１に対応する部分に第１の半円形ノッチ、ピ
ン５０５ａ２に対応する部分に第２の半円形ノッチを各
々有する。ピン５０５ａ１から５０５ｆは、第２の層５
０２の上側面５０２ａの周縁部に形成されている。各熱
分配要素は、対応する円筒形ピンと嵌合する外側の円周
のエッジ面に設けられた半円形ノッチを有する。
【００６０】図１８では、熱分配要素５０３ａから５０
３ｆの隣接する熱分配要素のエッジ面の間に小さいギャ
ップ５０６ａから５０６ｆが描かれている。また、基板
包囲リング５０４の外側円周エッジ面５４１と、熱分配
要素５０３ａから５０３ｆの内側エッジ面との間の小さ
い円周ギャップ５０７も描かれている。これらの種々の
ギャップの寸法は、動作温度において熱分配要素が互い
に接触し、かつ基板包囲リング５４０と接触するような
値に設定されている。即ち、動作温度において、熱分配
要素５０３ａから５０３ｆは、加熱された反応ガスの流
れが基板５３０の上全体に亘って適切に保持されるよう
に基板５３０の上で加熱された表面を形成する。
【００６１】基板包囲リング５４０は、切欠き部分を備
えた円環状構造を有し、基板包囲リング５４０は図１８
に例示されているように文字Ｃと類似した形状を有す
る。基板包囲リング５４０は、その上に基板５３０が置
かれる内側円周エッジ面５４２に隣接して設けられた棚
部５４４を有する。基板包囲リング５４０のリム部５４
５は棚部５４４の上に延在し、かつ基板５３０の外側円
周エッジ面を取り囲む。内側円周エッジ面５４２は面取
りされており、かつ基板包囲リングインサート５５０の
面取りされた外側円周エッジ面とはめあわされる。以下
に詳しく説明されるように、基板包囲リングインサート
５５０は、概ね円形であり、かつ棚部５５４と概ね等し
い高さを有し、基板５３０の裏側面もまた基板包囲リン
グインサート５５０の上側面と接するようになってい
る。加えて、基板包囲リングインサート５５０は、その
中心線に沿った外向きに延在する突出部を有する。基板
包囲リングインサート５５０のリム部は、基板包囲リン
グ５４０のリム部５４５の切欠き部分を完全に補完し、
サセプタ５５０が処理位置に置かれている時、基板５３
０の外側円周エッジ面がリム部によって完全に取り囲ま
れるようになっている。好ましくは、棚部５４４からリ
ム部の頭部までの距離は、基板の厚みのおよそ２倍であ
る。１つの重要な点は、リム部の高さが、処理中に基板
の外側エッジがリム部の頭部より低い位置に保たれる様
な値に設定されているということである。従って、図１
７では基板５３０は見えない位置に配置されている。
【００６２】基板包囲リング５４０は、基板包囲リング
５４０を貫通するリム部５４５に形成された複数の孔５
４８Ａから５４８Ｄを含む。孔５４８Ａから５４８Ｄは
先細りとなった部分を有し、以下に説明されるように、
基板支持ピン５２０Ａから５２０Ｄの第２の先細りとな
った面とはめあわされる。サセプタ５００が処理位置か
ら下降された時、先細りとなった端部と反対側の基板支
持ピン５２０ａから５２０ｄの端部が、ＲＴＰ反応炉の
反応チャンバ内の面と接触し、サセプタ５００が更に下
降されると、基板支持ピン５２０ａから５２０ｄによっ
て基板包囲リング５４０が固定位置に留められる。即
ち、基板包囲リング５４０と組み合わされた基板５３０
は、図１９に示されたようにサセプタ５００の上に保持
される。基板包囲リングインサート５５０は第２の層５
２０の上に置かれている。即ち、この下降位置では、基
板取り扱い手段が基板包囲リングのギャップを通して基
板の下側面の下に配置され、基板５３５をＲＴＰ反応炉
から移動させることができる。この基板が反応炉から取
り除かれた後に、他の基板が基板包囲リング５４０に配
置される。
【００６３】図２０は、本発明のこの実施例における熱
分配要素５０３ａから５０３ｆをより詳しく表してい
る。熱分配要素５０３ａから５０３ｆは、シリコンカー
バイドでコーティングされているグラファイトからな
り、この実施例では、約０．３６ｃｍ（０．１４イン
チ）の厚さを有する。円形の切欠き部分６０１は、中心
線６０２に沿ってサセプタ５００の中心６０１Ｓから距
離「ＣＯＦＦ」だけ離れて配置された中心６０１Ｃを有
する。この実施例では、円形切欠き部分６０１の中心か
ら中心６０１Ｃからの直径は約３４．３ｃｍ（１３．５
インチ）である。距離「ＣＯＦＦ」はこの実施例では約
５．７ｃｍ（２．４４インチ）である。
【００６４】熱分配要素５０３ａ、５０３ｂ及び５０３
ｃは、中心線６０２に関して熱分配要素５０３ｆ、５０
３ｅ及び５０３ｄと各々線対称の形状を有する。熱分配
要素が線対称の形状を有するので、図２０ではノッチ６
０１ｂ２から６０１ｅ１の位置のみが示されている。各
半円形ノッチは、中心６０１Ｓを通って半径方向に延在
する第１の中心線と、熱分配要素の外側円周エッジ面に
接しかつ前記第１の中心線と直交する第２の中心線とを
有する。各半円形ノッジの半径は約０．７ｃｍ（０．２
８インチ）である。
【００６５】ノッチ６０１ｃ１及び６０１ｄ２の第１の
中心線の各々は、中心線６０２との間で角度βをなす。
ノッチ６０１ｃ２及び６０ｄ１の第１の中心線は、中心
線６０２との間で角度β／２をなす。ノッチ６０１ｂ２
及び６０１ｅ１の第１の中心線は、中心線６０２との間
で角度１．５×βをなす。この実施例では角度βは４５
度である。
【００６６】ギャップ５０６ａ及び５０６ｂの各々に沿
った直線はサセプタ５００の中心６０１Ｓで交差し、こ
の実施例では、各ギャップはおよそ０．２５ｃｍ（０．
１インチ）の幅を有する。ギャップ５０６ａは、各々が
熱分配要素の外側円周エッジ面から内側円周エッジ面ま
で延在する熱分配要素５０３ａと５０３ｆの隣接するエ
ッジ面によって形成されている。ギャップ５０６ｂは、
各々が熱分配要素の外側円周エッジ面から内側円周エッ
ジ面まで延在する熱分配要素５０３ａと５０３ｂとの隣
接するエッジ面によって形成されている。ギャップ５０
６ｃは、各々が熱分配要素の外側円周エッジ面から内側
円周エッジ面まで延在する熱分配要素５０３ｂと５０３
ｃとの隣接するエッジ面によって形成されている。ギャ
ップ５０６ｄは、熱分配要素の外側円周エッジ面から内
側円周エッジ面まで延在する熱分配要素５０３ｃと５０
３ｄとの隣接するエッジ面によって形成されている。ギ
ャップ５０６ｅは、各々が熱分配要素の外側円周エッジ
面から内側円周エッジ面まで延在する熱分配要素５０３
ｄと５０３ｅとの隣接するエッジ面によって形成されて
いる。ギャップ５０６ｆは、各々が熱分配要素の外側円
周エッジから内側円周エッジ面まで延在する熱分配要素
５０３ｅと５０３ｆとの隣接するエッジとによって形成
されている。
【００６７】隣接する２つのギャップの中心線は角度α
を画定する。この実施例では角度αは６０度となってい
る。熱分配要素の数が増加若しくは減少された場合、角
度αの熱分配要素の数に応じて変わることは当業者には
容易に理解される。更に、この実施例では熱分配要素５
０３ａから５０３ｆは、サセプタの中心線に関して対応
する熱分配要素と互いに線対称の形状を有するが、他の
実施例では、第１の層５０１の様々の構成要素は、その
製造及び使用が容易となるような任意の形状を有するも
のであってよい。構成要素の寸法を選択する重要な条件
は、そり、曲がり、亀裂を最小にするような寸法を選択
するということである。
【００６８】図２１は、基板包囲リング５４０のより詳
細な上面である。図２２は、切欠き部分７５０を通して
眺めた基板包囲リング５４０の端面図である。図２３は
基板支持ピン孔を含む基板包囲リング５４０のエッジ部
分の拡大図である。この実施例では、基板包囲リング５
４０はシリコンカーバイドから形成されている。
【００６９】図２１では、基板包囲リング５４０は中心
７０１Ｃを有する。基板包囲リング５４０が面５０２の
上に配置された時、中心５０１Ｃは中心６０１Ｃと重な
る。基板包囲リング５４０の内側円周エッジ面５４２
は、約２８．８３ｃｍ（１１．３５インチ）の直径を有
する。リム部５４５の内側円周エッジ面５４３によって
確定される円形部分は、約３０．３５ｃｍ（１１．９５
インチ）の直径を有し、Ｒ１は約１．５２ｃｍ（０．６
０インチ）となる。
【００７０】エピタキシャルプロセスにおいて、リム部
５４５の内側円周エッジ面５４３の位置が重要である。
基板とエッジ面５４３（壁５４３）との間のギャップが
大きい場合、スリップが発生する。従って、壁５４３は
基板のエッジ部分からの熱の損失を最小にするように基
板のエッジ部分にできる限り近づけて配置される。特
に、壁５４３の直径は、できる限り基板の直径に近い値
に設定され、しかし基板が基板包囲リング５４０内に置
かれた時、基板は壁５４３に触れずに棚部５４４にその
全体が配置されなければならない。基板のエッジ部分と
壁５４３との間のギャップは約０．１３ｃｍ（０．０５
インチ）から０．５１ｃｍ（０．２インチ）の範囲にあ
り、ある実施例では約０．１６ｃｍ（０．０６２５イン
チ）となっている。同様に、棚部５４４の幅Ｒ１は、基
板包囲リング５４０と基板包囲リングインサート５５０
との間の境界面の効果を最小にするように設定すること
ができる。内側円周エッジ面５４２は、図２３に示され
た角度β１によって画定されるように面取りされてい
る。この実施例では角度β１は約１５度となっている。
【００７１】基板ピン支持孔５４８Ａ〜５４８Ｄはリム
部５４５の中心線に沿って配置されている。基板支持ピ
ン孔５４８Ａ及び５４８Ｄは、基板包囲リング５４０の
中心線７０２から距離ｄ１だけ離れたところに形成され
ている。この実施例では距離ｄ１は約１３．９７ｃｍ
（５．５インチ）となっている。基板包囲リング５４０
の一方の端部７５１からもう一方の端部７５２までの開
孔部７５０は、約５．１８ｃｍ（２．０４インチ）の距
離を有する。即ち、基板包囲リング５４０は、ギャップ
７５０だけ隔てられた第１の端部７５１と第２の端部７
５２とを有し、この基板包囲リング５４０は文字Ｃと類
似した形状を有する。基板支持ピン孔５４０Ａから５４
０Ｄは中心線７０３からおよそ距離ｄ４だけ離れた位置
に設けられている。距離ｄ４はこの実施例では約８．１
３ｃｍ（３．２インチ）となっている。
【００７２】基板支持ピン孔５４８Ｂと５４８Ｃは、中
心線７０２から距離ｄ２だけ離れかつ中心線７０３から
距離ｄ３だけ離れた位置に設けられている。この実施例
では距離ｄ２は７．６２ｃｍ（３．０インチ）であり、
距離ｄ３は１３．４ｃｍ（５．６３インチ）である。外
円周エッジ面５４１の直径は約３３．７８ｃｍ（１３．
３インチ）となっている。外円周エッジ面５４１におけ
る包囲リングの厚みは、約０．６４ｃｍ（０．２５イン
チ）であり、内側円周エッジ面５４２での基板包囲リン
グの厚みは約０．５１ｃｍ（０．２０インチ）となって
いる。即ち、棚部５４２はリム部５４５の頭部から約
０．１３ｃｍ（０．０５インチ）の深さを有し、即ち、
壁５４３の高さは図２２の垂直な破線によって表されて
いるように約０．１３ｃｍ（０．０５インチ）となって
いる。
【００７３】図２３は基板包囲リング５４０の基板支持
ピン孔を表すための切欠き図である。基板支持ピン孔は
基板包囲リングのリム部５４５を貫通し、約２０度の角
度のβ２を画定するように面取りされている。
【００７４】図２４は基板包囲リング５４０とはめ合わ
される基板包囲リングインサートの５５０の上面図であ
る。図２５は、基板包囲リングインサート５５０の側面
図であり、図２６は基板包囲リングインサート５５０の
突出部８５０の切欠き図である。
【００７５】基板包囲リングインサート５５０はその上
側面８０１での外側円周部の直径が２８．７ｃｍ（１
１．３インチ）であり、その下側面８０２での外側円周
の直径が２８．９６ｃｍ（１１．４インチ）であり、こ
れによって基板包囲リング５４０の面取りされた内側円
周エッジ面５４２とはめ合わされる。この実施例では、
基板包囲リングインサート５５０は厚さ０．５１ｃｍ
（０．２インチ）のシリコンカーバイドから形成されて
いる。
【００７６】突出部８５０は、基板包囲リング５４０の
棚部５４４とリム部５４５と類似の形状を有するその中
心線８０３に沿った棚部及びリム部を有し、かつ基板包
囲リング５４０ギャップ７５０を補完する。図２６は、
基板包囲リングインサート５５０を所定の位置に保持す
るように表面５０２のリップ部とはめ合わされる基板包
囲リングインサート５５０のリム部８４５に設けられた
溝を表している。
【００７７】図２７は、サセプタ５００の第２の層５０
２の上面図である。図２８は第２の層５０２の側面図で
ある。図２９は基板支持ピン孔９４８Ａから９４８Ｄの
側断面図である。図３０はコラム５１２から５１３を受
容する第２の層５０２の下側面９１１に設けられた凹部
９４９Ａから９４９Ｃを表す側断面図である。
【００７８】この実施例では、第２の層５０２は透明な
（ｃｌｅａｒ）水晶から形成されており、上側面９１０
及び下側面９１１は炎洗浄されている。外側円周エッジ
面９１２はビードブラストされている。他の実施例で
は、基板包囲リングの下の部分がビードブラストされて
いてもよい。この実施例では、層５０２は約５０．８ｃ
ｍ（２０インチ）の直径と、１．１１ｃｍ（０．４３７
インチ）の厚さを有する。基板支持ピン孔９４８Ａから
９４８Ｄの位置は、図３２に示された基板支持ピン孔１
１４８Ａから１１４８Ｄに各々等しい。しかし、第２の
層５０２が複数の第１の層５０１と共に用いられる場
合、第２の層５０２に取り付けられた各基板包囲リング
に対する複数の基板支持ピン孔を有する。
【００７９】１２個のピン５０５Ａ１から５０５Ｆ２の
各々を通る中心線９１４は、この実施例では５０．１７
ｃｍ（１９．７５インチ）の直径を有し、基板支持ピン
５０５Ａ１から５０５Ｆ２は外側円周エッジ面９１２に
隣接して設けられている。各々の基板支持ピンは約０．
３６ｃｍ（０．１４インチ）の高さと約０．６１ｃｍ
（０．２４インチ）の直径を有する。
【００８０】第２の層５０２は基板包囲リングインサー
ト５５０のリム部８４５の下側面の対応する凹部と係合
するように配置された上側面９１０のリップ部９５１を
有する。リップ部９５１は中心線９０２と直交して設け
られておりかつ中心線９０２に関して線対称に設けられ
ている。リップ部９５１は中心線９０２に沿って中心線
９０３から距離ｄ９だけ離れて配置されており、この実
施例では距離ｄ９は約２１．５９ｃｍ（８．５インチ）
となっている。
【００８１】図２９は、基板支持ピン孔９４８Ａから９
４８Ｂの各々の側断面図を表している。各々の基板支持
ピン孔は下側面９１１において直径ｄ９１を有し、上側
面９１０において直径ｄ９２を有する。上側面９１０に
おける基板支持ピン孔の開孔は下側面９１１に向かうに
従って先細りとなっており、下側面９１１における開孔
は、上側面９１０から距離ｄ９３だけ離れた位置まで直
径ｄ９１を有する。サセプタ５００が処理位置にある
時、基板支持ピンの対応する先細りの形状を有する部分
との間で気密状態が形成されるように、この先細りの形
状は正確に選択されている。この実施例では、距離ｄ９
１は約０．５１ｃｍ（０．２インチ）であり、距離ｄ９
２は約０．７６ｃｍ（０．３インチ）であり、距離ｄ９
３は約０．５８ｃｍ（０．２３インチ）であり、角度β
９は約３０度である。この実施例では、第２の層５０２
は約１１．２ｃｍ（０．４４インチ）の厚さを有し、リ
ップ部９５１は０．０２ｃｍ（０．０８インチ）の高さ
を有する。図３０では、凹部９４９は０．３２ｃｍ
（０．１２５インチ）の深さを有する。
【００８２】基板支持ピン１０００（図３１）は、基板
支持ピン５２０Ａから５２０Ｄの各々を表したものであ
る。基板支持ピン１０００は、その全長が８．２６ｃｍ
（３．２５インチ）であり、その直径は、面取りされた
部分以外は０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）である。
円筒形部分１００２に続いて第１の面取りされた部分１
００３が設けられており、この面取りされた部分１００
３は円筒形部分１００２から離れるに従ってその直径が
増加している。第１の面取りされた部分１００３の次に
設けられた第２の面取りされた部分１００４は、第１の
面取りされた部分から離れるに従ってその直径が減少し
その端部において円筒形部分１００２と等しい直径を有
する。
【００８３】図３２は、カバー５１６の上面図である。
この実施例では、カバー５１６は炎洗浄された透明な水
晶からなり、厚さ０．３３ｃｍ（０．１３１インチ）及
び直径５０．８ｃｍ（２０インチ）である。開孔１１０
１Ａから１１０１Ｃは直径１．９１ｃｍ（０．７５イン
チ）であり、基板支持ピン孔１１４８Ａから１１４８Ｄ
は直径０．９７ｃｍ（０．３８インチ）である。距離ｄ
１及びｄ２は、図２に示された対応する距離と等しい。
その他の距離はこの実施例では以下の表に表された値と
なっている。
【００８４】
【表１】
【００８５】図３３は、グラファイトでコーティングさ
れたシリコンカーバイドから形成された受動熱分配器５
１５のより詳細な図である。受動熱分配器５１５は、コ
ラム５１２から５１４に対する開孔部を備えていること
以外は熱分配要素と類似の形状を有する。受動熱分配器
５１５の開孔の位置は、カバー５１６に設けられた開孔
の位置と等しい。円形の開孔部分は直径２１．２１ｃｍ
（１１．５インチ）を有する。角度及びギャップの寸法
は、図２０の熱分配要素の角度及びギャップの寸法と等
しく、熱分配要素に関する説明をここで引用する。
【００８６】図３４及び図３５は、各々、ペデスタルプ
レート５１１の上面図と側面図である。コラム５１２か
ら５１４は直径１．６０ｃｍ（０．６３インチ）と高さ
０．２４ｃｍ（０．８８インチ）である。基板支持ピン
孔１３４８Ａから１３４８Ｄは、他の構成要素に関して
説明された位置と等しい位置に設けられている。ペデス
タルプレート５１１の上側面１３０１に設けられたピン
は、第２の層５０２の外側円周部分に設けられたピンと
等しい位置に設けられており、かつ等しい寸法を有す
る。ペデスタルプレート５１１は炎洗浄された不透明な
（ｏｐａｑｕｅ）水晶からなる。
【００８７】図３６及び図３７は各々ペデスタルシャフ
ト５１０の上面図と側面図である。上側部分１４０１は
不透明な水晶から構成されており、一方底部１４０２は
透明な水晶から構成されている。
【００８８】熱分配要素及び基板包囲リングを備えたサ
セプタ５００は１枚の大型の基板用として構成されてい
る。サセプタ５００は固定されているかまたは回転する
ように設けられている。同様に、サセプタ５００は一枚
の基板ではなく複数の基板を支持するように変形され
る。図３８では、サセプタ１５００は、複数の基板用に
用いられること以外はサセプ５００と等しい基本理念を
用いている。
【００８９】図３８には示されていないが、サセプタ１
５００は２つの層を有する。第１の層１５０１は、複数
の基板包囲リングと、複数の基板包囲リングの各々に対
する基板包囲リングインサートと、複数の熱分配要素１
５０３Ａから１５０３Ｅを含む複数の構成要素から形成
されている。第１の層１５０１を形成する複数の構成要
素は、第２の層１５０２によって支持されている。各々
の基板包囲リング及び基板包囲リングインサートは、よ
り小さい寸法の基板を支持するように適した寸法を備え
ていること以外は上述された対応する基板包囲リング及
び基板包囲リングインサートと等しく、これらの構成要
素に関する説明はここでは省略する。
【００９０】第１の層１５０１を形成する複数の構成要
素は、グラファイト及びシリコンカーバイドと同様の熱
伝達特性及び放射率を有する材料から形成されている。
この第１の層１５０１の働きは、第１の層１５０１によ
って支持されている基板内の温度勾配を最小にするこ
と、及び基板を取り囲む空間の温度を概ね均一に保持し
て反応ガスがサセプタ１５００によって形成された温度
差の影響を受けないようにすることである。同様に、第
２の層１５０２を形成する材料は、吸収される熱エネル
ギーが最小となるよう、即ちこの第２の層１５０２がＲ
ＴＰ反応炉の熱源からの熱をほとんど吸収することなく
この熱を伝達するような材料が選択されている。従っ
て、第２の層１５０２は、実質的な熱的質量を有しない
が、この第２の層１５０２によって第１の層１５０１に
対する剛性及び支持が提供される。
【００９１】第１の層１５０１と第２の層１５０２とを
組み合わせて用いることにより、第１の層１５０１によ
る低い熱的質量と、基板の近傍の概ね均一な温度分布
と、複数の基板を支持するための安定性及び剛性とを備
えたサセプタ１５００が達成される。更に、第１の層１
５０１の各構成要素は均一な熱的質量の特性を有し、構
成要素毎の熱的質量の差によって生ずる温度勾配が発生
しないので、薄型の内側プレートとより質量の大きい外
側リム部とを備えた一枚の基板のみを支持する従来技術
のＲＴＰ反応炉で用いられるサセプタに関する問題点は
生じない。
【００９２】この実施例では、サセプタ１５００は約３
６．２ｃｍ（１４．２５インチ）の直径を有する。熱分
配要素１５０３Ａから１５０３Ｃは、複数の円筒形ピン
１５０５Ａ１から１５０５Ｃ２によって所定の位置に保
持されており、例えば、熱分配要素１５０３Ａは円筒形
ピン１５０５Ａ１に対応する第１の半円形ノッチと円筒
形ピン１５０５Ａに対応する第２の半円形ノッチとを有
する。円筒形ピン１５０５Ａ１から１５０５Ｃ２は、第
２の層１５０２の上側面１５０２Ａの周縁部分に設けら
れている。各熱分配要素１５０３Ａから１５０３Ｃは対
応する円筒形ピンと嵌合される外側円形エッジ面に設け
られた半円形ノッチを有する。熱分配要素１５０３Ｄ
は、上述された３つの熱分配要素とは異なり、４個のコ
ラムを備えたペデスタルプレートのポストの頭部に嵌合
される。
【００９３】図３８では、小さいギャップ１５０６Ａか
ら１５０６Ｃが各々、熱分配要素１５０３Ａから１５０
３Ｃの隣接するエッジ面の間に描かれている。基板包囲
リング１５４０Ａから１５４０Ｃの外側円周エッジ面１
５４１Ａ〜１５４１Ｃの各々と、熱分配要素１５０３Ａ
〜１５０３Ｃの隣接する内側円周エッジ面との間の小型
のギャップ１５０７Ａ〜１５０７Ｃもまた図示されてい
る。更に、熱分配要素１５０３Ｄの外側エッジ面と、基
板包囲リング１５４０Ａ〜１５４０Ｃの外側円周エッジ
面との間の小型のギャップが形成されている。これらの
ギャップの寸法は動作温度に於て熱分配要素が互いに接
触し、かつ基板包囲リング１５４０Ｃと接触するように
決定されている。従って、動作温度では、熱分配要素１
５０３Ａから１５００Ｄは、複数の基板に対して加熱さ
れた表面を形成し、これら複数の基板の上で加熱された
反応ガスの流れが適切に保持される。
【００９４】図３９は、本発明の実施例に用いるペデス
タルプレート及びペデスタルシャフトを表す図である。
図は、第２の層１５０２を貫通して延在し、その上に熱
分配要素１５０３Ｄが取り付けられたコラム１６０１を
表している。この特別なコラムが、基板の枚数を変えた
場合について、及び基板包囲リングの関連する特徴につ
いて考慮されたとき、サセプタ５００のための上述され
た他の構成要素は、図３８に例示された構成の観点か
ら、サセプタ１５００に用いるために当業者によって容
易に変更される。従って、様々な構成要素についての説
明は省略される。
【００９５】本発明の上述された実施例では、基板包囲
リングはその上に基板が配置される棚部を有し、基板包
囲リングインサートは基板包囲リングの棚部と等しい高
さの平坦面を有する。他の実施例では、基板を取り囲む
リム部が基板包囲リングインサートに配置されているこ
と以外には、同様の構成が用いられる。図４０は、本発
明のこの実施例の上面図である。
【００９６】図４０において、基板包囲リング１７４０
と、基板包囲リングインサート１７５０と、基板包囲リ
ングギャップインサート１７６０のみが描かれかてい
る。これらの構成要素は、サセプタ５００Ａを構成する
ために、例えば、基板包囲リング５４０と、サセプタ５
００の上の基板包囲リングインサート５５０との代わり
に用いられている。基板支持ピンの本数の変更によるこ
の変更及び変形は、サセプタ５００のその他の特徴を変
更せずに保持する。同様に、図４０に例示された構成要
素はサセプタ１５００に用いることができる。従って、
図４０に例示されたこれら３つの構成要素のみについて
その特徴を以下により詳しく説明する。
【００９７】基板包囲リング７４０は、切欠き部分を有
する円環状の形状を有し、図４０に表されているように
Ｃ型の形状を有する。基板包囲リング１７４０は、その
内側円周エッジ面１７４２に設けられた複数のリフトタ
ブ１７４５Ａから１７４５Ｃを有する。各リフトタブは
この実施例では概ね長方形の形状を有する。各リフトタ
ブは上面に沿って除去された部分を有し、内側円周エッ
ジ面１７４２から除去されたリフトタブの端部に棚部を
形成する。更に、上述されたように、内側円周エッジ面
１７４２及び各リフトタブの垂直エッジ面は面取りされ
ており、基板包囲リングインサート１７５０の対応する
面取りされた外側円周エッジ面とはめあわされる。
【００９８】以下により詳しく説明されるように、基板
包囲リングインサート１７５０はほぼ円形の形状を有
し、かつリフトタブ１７４５Ａから１７４５Ｃの棚部の
高さとほぼ等しい高さを有し、基板の裏側面が、基板包
囲リングインサート１７５０の上側面と各リフトタブ１
７４５Ａから１７４５Ｃとに接する。
【００９９】基板包囲リングインサート１７５０は、外
側円周エッジ面に設けられた複数のノッチを有し、各ノ
ッチは基板包囲リング１７４０の内側円周エッジ面１７
４２の対応するリフトタブとはめ合わされる。更に、基
板包囲リング１７５０はリム部１７５１を有し、このリ
ム部１７５１は、その上側面１７５０Ａの外側円周部分
にノッチが設けられていること以外は、上側面１７５０
Ａの外側円周部において基板包囲リング１７４０と等し
い高さを有する。
【０１００】基板包囲リングギャップインサート１７６
０は、基板包囲リング１７４０の切欠き部分を補完し、
サセプタ５００Ａが処理位置に配置されているとき、基
板の外側円周エッジ面がリム部１７５１と基板包囲リン
グ１７４０とによって形成されたリム部によって完全に
取り囲まれる。
【０１０１】基板包囲リング１７４０は、基板包囲リン
グ１７４０を貫通して延在する複数の開孔１７４８Ａか
ら１７４８Ｃを有する。開孔１７４８Ａから１７４８Ｃ
には上述されたように先細り部分が設けられており、基
板支持ピンの第２の先細り部分とはめ合わされる。サセ
プタ５００Ａが処理位置から下降されたとき、先細り部
分が設けられた端部とは反対側の基板支持ピンの端部が
ＲＴＰ反応炉の反応チャンバ内の表面に接触し、一方サ
セプタ５００Ａが引き続いて下降されたとき、基板支持
ピンは基板包囲リング１７４５を制止した状態に留め
る。即ち、基板は基板包囲リング１７４０の複数のリフ
トタブによって支持されており、それにより基板がサセ
プタ５００Ａの上に保持されることになる。この位置で
は、基板取り扱い装置が基板の下側面の下に配置され、
ＲＴＰ反応炉から基板を取り除く。
【０１０２】図４１は、基板包囲リング１７４０のこの
実施例のより詳細な図面である。上述されたように、基
板包囲リングの本体部分は、切欠き部分１８５０を有す
る円環状部分１８０５からなる。円環状部分１８０５の
内側円周エッジ面１７４２は面取りされており、内側円
周エッジ面１７４２から円環状部分１８０５の中心１８
０１Ｃへ向けて延出する複数のリフトタブを有する。こ
の実施例では、円環状部分１８０５はリフトタブ１７４
５Ａから１７４５Ｃによって等しい寸法の３つの部分に
区分けされる、即ちリフトタブは１２０度ごとに配置さ
れている。更に、基板支持ピン孔が対応するリフトタブ
の中心線上の環状部分１８０５に形成されている。各リ
フトタブの上側面は円環上部分１８０５から最も離れた
部分においてその一部が切欠き部分となっており、これ
によって棚部即ち棚部１８４５Ａから１８４５Ｃが形成
されており、これらの棚部は基板を支持する。図４０
は、リフトタブ１７４５Ａの上側面に形成された棚部１
８４５Ａを備えた各リフトタブ１７４５Ａの拡大図であ
る。
【０１０３】この実施例では、基板包囲リング１７４０
は３個のリフトタブを有し、この３個のリフトタブは内
側円周エッジ面に等間隔に設けられている。しかし、リ
フトタブの個数を変更することは可能であり、リフトタ
ブの間隔は、任意の物理的な必要性及びプロセスの特性
の必要性に応じて変更できる。即ち、本発明の実施例は
本発明の基本理念を例示提示するものであり、この実施
例の特別な特徴への本発明の限定を意図するものではな
い。
【０１０４】図４３は、基板包囲リングインサート１７
５０のこの実施例のより詳細な図である。上述されたよ
うに、基板包囲リングインサート１７５０の本体は上側
面１９０２の外側円周部に形成されたリム部１７５１
と、面取りされた外側円周エッジ面１９０５に形成され
た複数のノッチ１９４５Ａから１９４５Ｃとを有する平
坦な円筒部からなる。面取りされた外側円周エッジ面１
９０５は、ノッチ１９４５Ａから１９４５Ｃによって３
つの等しい寸法の部分に区分され、即ちノッチは１２０
度の間隔で配置されている。各ノッチは、基板包囲リン
グ１７４０のリフトタブがノッチ内に配置されたとき、
即ちノッチがリフトタブとはめ合わされたとき、連続し
た基板支持面と基板包囲リム部とが形成されるように形
成されている。
【０１０５】図４４は基板包囲リングインサート１７５
０の外側円周エッジ面１９０５の拡大断面図であり、リ
ム部１７５１と基板を支持する表面１８０２をより明瞭
に表している。リフトタブの棚部は、表面１８０２と等
しい高さを有し、リフトタブの上側面は、基板包囲リン
グインサート１７５０のノッチとはめ合わされてリム部
１７５１を補完する。
【０１０６】図４５から図４７は基板包囲リングギャッ
プインサート１７６０の上面図と断面図とを各々表して
いる。基板包囲リングギャップインサート１７６０の内
側エッジ面２００１は基板包囲リングインサート１７５
０とはめ合わされるように面取りされている。同様に端
部エッジ面２００２及び２００３は基板包囲リング１７
４０の面取りされた端部とはめ合わされるように面取り
されている。更に、基板包囲リングギャップインサート
１７６０は、その裏側面にノッチ２００５が形成されて
おり、上述されたようにサセプタの第２の層のリップ部
９５１と係合する。
【０１０７】これまで２つの層からなるサセプタの様々
な実施例が説明されてきた。これらの様々な実施例は本
発明の基本理念を例示するためのものであり、これまで
記載された特定の特徴及び寸法に本発明を限定すること
を意図するものではない。例えば、１つの基板包囲リン
グ若しくは複数の基板包囲リングと、第１の層を形成す
る熱分配要素と、基板を支持するための第２の層とを備
えた２つの層からなるサセプタを、固定された長方形若
しくはその他の形状のサセプタとして用いることができ
る。
【０１０８】
【発明の効果】本発明によれば、ＲＴＰ反応炉において
スループットを向上させる熱的質量を有すると共に、１
枚の大型の半導体ウェハ若しくは複数の半導体ウェハを
支持することのできる安定性及び剛性を備えたサセプタ
が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】その内部にサセプタが配置された、水平型反応
炉として知られている従来技術の反応炉の簡略化された
断面図。
【図２】その内部に反応炉を画定するベルジャーの内部
にサセプタが懸架された、シリンダ型反応炉として知ら
れている他の形式の従来技術の反応炉の簡略化された斜
視図。
【図３】その内部に垂直方向に関して固定されたサセプ
タが反応炉を画定するベルジャーの底部から支持され
た、縦型反応炉として知られている更に他の形式の従来
の化学蒸着反応炉の簡略化された断面図。
【図４】従来技術のサセプタを表す図。
【図５】高速熱処理炉において用いられる従来技術の他
の形式のサセプタを表す図。
【図６】高速熱処理炉において用いられる更に他の形式
の従来技術のサセプタを表す図。
【図７】本発明のある実施例に基づくサセプタのポケッ
ト部内に配置されたウェハ包囲リング、スピンドル、及
びウェハの平面図。
【図８】本発明のある実施例に基づくサセプタのポケッ
ト部内に配置されたウェハ包囲リング、スピンドル、及
びウェハの側面図。
【図９】本発明の他の実施例に基づくサセプタのポケッ
ト部内に配置されたウェハ包囲リング、サセプタインサ
ート、スピンドル、及びウェハの断面図。
【図１０】本発明の他の実施例に基づくサセプタのポケ
ット部内に配置されたウェハ包囲リング、スピンドル、
及びウェハの断面図。
【図１１】本発明の他の実施例に基づくサセプタのポケ
ット部内に配置されたウェハ包囲リング、サセプタイン
サート、スピンドル、及びウェハの断面図。
【図１２】本発明の他の実施例に基づくサセプタのポケ
ット部内に配置されたウェハ包囲リング、及びウェハの
断面図。
【図１３】本発明の他の実施例に基づくサセプタのポケ
ット部内に配置されたサセプタインサート、ウェハ包囲
リング、及びウェハの断面図。
【図１４】本発明のある実施例に基づくウェハ包囲リン
グのＣ型部分の平面図。
【図１５】本発明のある実施例に基づくウェハ包囲リン
グのＣ型部分の側断面図。
【図１６】Ｃ型部分とはめ合い部分とを含む本発明の他
の実施例に基づくウェハ包囲リングの平面図。
【図１７】処理位置における本発明の基本理念に基づく
２つの層からなるＲＴＰ反応炉用サセプタを表す図。
【図１８】図１７に例示されたサセプタの上面図。
【図１９】上昇位置における半導体基板及び半導体基板
包囲リングを含む本発明の基本理念に基づく２つの層か
らなるＲＴＰ反応炉用サセプタを表す図。
【図２０】本発明に基づくサセプタの第１の層の複数の
熱分配要素の上面図であり、本発明のこの実施例におけ
る各熱分配要素の形状及び相互の位置を例示する図。
【図２１】ウェハ包囲リングのある実施例をより詳細に
表した上面図。
【図２２】切り欠き部分を通して眺めた図２１のウェハ
包囲リングの端面図。
【図２３】本発明の基本理念に基づく基板支持ピン孔を
含む基板包囲リングのエッジ部分の拡大図。
【図２４】図２１に例示されたウェハ包囲リングとはめ
合わされるウェハ包囲リングインサートの上面図。
【図２５】図２４に例示されたウェハ包囲リングインサ
ートの側面図。
【図２６】図２４及び図２５に例示されたウェハ包囲リ
ングインサートの突出部の断面図。
【図２７】本発明のサセプタの第２の層の上面図。
【図２８】図２７に例示された第２の層の側面図。
【図２９】サセプタの第２の層の基板支持ピン孔の側断
面図。
【図３０】サセプタの第２の層の円筒形凹部の側断面
図。
【図３１】本発明の２つの層からなるサセプタに用いら
れる基板支持ピンを表す図。
【図３２】本発明の２つの層からなるサセプタのある実
施例で用いられる受動熱分配器用のカバーの上面図。
【図３３】本発明の２つの層からなるサセプタのある実
施例で用いられる受動熱分配器のより詳細な上面図。
【図３４】本発明の２つの層からなるサセプタのある実
施例で用いられるペデスタルプレートの上面図。
【図３５】本発明の２つの層からなるサセプタのある実
施例で用いられるペデスタルプレートの側面図。
【図３６】本発明の２つの層からなるサセプタのある実
施例で用いられるペデスタルシャフトの上面図。
【図３７】本発明の２つの層からなるサセプタのある実
施例で用いられるペデスタルプレートの側断面図。
【図３８】複数の半導体基板を支持する本発明の基本理
念に基づく２つの層からなるサセプタの上面図。
【図３９】図３８の２つの層からなるサセプタに用いら
れるために適したペデスタルプレートとペデスタルシャ
フトを表す図。
【図４０】本発明の２つの層からなるサセプタで用いら
れる基板包囲リング、基板包囲リングインサート、及び
基板包囲リングギャップインサートのある実施例の上面
図。
【図４１】図４０に例示された基板包囲リングのより詳
細な上面図。
【図４２】図４０に例示された基板支持リングのリフト
タブの拡大図。
【図４３】図４０に例示された基板包囲リングインサー
トのより詳細な上面図。
【図４４】図４０に例示された基板包囲リングインサー
トの拡大断面図。
【図４５】図４０に例示された基板包囲リングギャップ
インサートの上面図。
【図４６】図４０に例示された基板包囲リングギャップ
インサートの断面図。
【図４７】図４０に例示された基板包囲リングギャップ
インサートの断面図。
【符号の説明】
１００ 従来技術の反応炉 １０１ サセプタ １０１ａ サセプタ１０１の表面 １０２ 水平な円筒部 １０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ 半導体ウェハ １０４ 熱源 １０５ 反応ガス １１０ 従来の反応炉 １１１ サセプタ １１１ａ サセプタ１１１の側面 １１２ ベルジャー １１３ 半導体ウェハ １１４ 熱源 １１５ 吸気口 １２０ 従来の真空蒸着反応炉 １２１ サセプタ １２１ａ サセプタ１２１の表面 １２２ ベルジャー １２３ 半導体ウェハ １２５ サセプタ支持部 ２１３ サセプタ ２１４ 半導体ウェハ ３００ 第１のサセプタ ３０４ 凹部 ３０２ 上側面 ３０３ 側壁 ３１０ 第２のサセプタ ３１２ 上側面 ３１３ 側壁 ３１４ 中空の環状部分 ３１５ 内側のリム部 ３１６ 外側のリム部 ３１７ 凹部 ３２０ 内側の側壁 ４００ サセプタ ４０１ ウェハ包囲リング ４０１ａ ウェハ４０４の上側面 ４０１ｂ ウェハ包囲リング４０１の厚み ４０１ｃ ウェハ包囲リングの幅 ４０１ｄ ウェハ包囲リング４０１の環状上側面 ４０１ｅ ウェハ裏側接触面 ４０１ｆ ウェハエッジ接触面 ４０２ スピンドル ４０２ａ ウェハ裏側接触面 ４０３ サセプタ４００のポケット ４０４ ウエハ ４０４ａ ウェハの上側面 ４１７ サセプタインサート ４２１ｃ ウェハ包囲リング４２１の内側エッジ面 ４２１ｄ ウェハ包囲リング４２１の外側エッジ面 ４２２ａ スピンドル４２２の裏側接触面 ４３７ サセプタインサート ４４１ ウェハ包囲リング ４４１ａ ウェハ裏側接触面 ４４１ｂ ウェハエッジ接触面 ４４１ｃ ウェハ包囲リング４４１の上側面 ４５１ ウェハ包囲リング ４５１ａ ウェハ裏側接触面 ４５１ｂ ウェハエッジ接触面 ４５１ｃ ウェハ包囲リング４５１の上側面 ４５７ サセプタインサート ４９５ ウェハ包囲リングのＣ型部分 ４９５ａ〜４９５ｄ 凹部 ４９５ｅ Ｃ型部分４９５のサセプタ接触面 ４９５ｆ ウェハ裏側接触面 ４９５ｈ 内側エッジ面 ４９５ｇ 上側面 ４９５ｉ 外側エッジ面 ４９７ ウェハ包囲リング ４９８ Ｃ型部分 ４９９ めあい部分 ４９８ａ Ｃ型部分のリム部 ４９８ｂ Ｃ型部分のフロア部 ４９９ａ はめあい部分のリム部 ４９９ｂ はめあい部分のフロア部 ５００ サセプタ ５０１ サセプタの第１の層 ５０２ サセプタの第２の層 ５０３Ａ〜５０３Ｆ 熱分配要素 ５０４ ウェハ包囲リング ５０５Ａ１、５０５Ａ２〜５０５Ｆ１、５０５Ｆ２ ピ
ン ５０６Ａ〜５０６Ｆ ギャップ ５０７ 円周ギャップ ５１０ ペデスタルシャフト ５１０Ａ ペデスタルシャフトの輪郭 ５１１ ペデスタルプレート ５１２〜５１４ コラム ５１５ 受動熱分配器 ５１６ カバー ５２０Ａ〜５２０Ｄ 基板支持ピン ５３０ 基板 ５４１ 基板包囲リング５０４の外側円周エッジ面 ５４２ 内側円周エッジ面 ５４３ リム部５４５の内側円周エッジ面 ５４４ 棚部 ５４５ リム部 ５４８Ａ〜５４８Ｄ 孔 ５５０ インサート ６０１ 円形の切欠き部分 ６０１Ａ１、６０１Ｂ１〜６０１Ｆ１、６０１Ｆ２ 熱
分配要素のノッチ ６０１Ｃ 円形の切欠き部分６０１の中心 ６０１Ｓ 熱分配要素全体の中心 ７５０ 基板包囲リング５４０の切欠き部分 ７５１、７５２ 基板包囲リング５４０の端部 ８５０ 基板包囲リングインサート５５０の突出部 ８４５ 基板包囲リングインサート５５０のリム部 ８０１ 基板包囲リングインサート５５０の上側面 ８０２ 基板包囲リングインサート５５０の下側面 ９１０ 第２の層５０２の上側面 ９１１ 第２の層５０２の下側面 ９１２ 外側円周エッジ面 ９１４ 中心線 ９４８ 基板支持ピン孔 ９４８Ａ〜９４８Ｄ 基板支持ピン孔 ９４９ サセプタの第２の層の凹部 ９４９Ａ〜９４９Ｃ サセプタの第２の層の凹部 ９５１ リップ部 １０００ 基板支持ピン １００２ 基板支持ピンの本体部分 １００３ 基板支持ピンの面取りされた部分 １００４ 基板支持ピンの面取りされた部分 １１０１Ａ〜１００１Ｃ 開孔 １１４８Ａ〜１１４８Ｄ 基板支持ピン孔 １３０１ ペデスタルプレート５１１の上側面 １３４８Ａ〜１３４８Ｄ 基板支持ピン孔 １４０１ ペデスタルシャフト５１０の上側部分 １４０２ ペデスタルシャフト５１０の下側部分 １５０３Ａ〜１５０３Ｄ 熱分配要素 １５０５Ａ１、１５０５Ａ２〜１５０５Ｃ１、１５０５
Ｃ２ 円筒形ピン １５０６Ａ〜１５０６Ｃ ギャップ １５０７Ａ〜１５０７Ｃ ギャップ １５４０Ａ〜１５０４Ｃ 基板包囲リング １５４１Ａ〜１５４１Ｃ 基板包囲リングの外側円周エ
ッジ面 １６０１ コラム １７４０ ウェハ包囲リング １７４２ 基板包囲リングの内側円周エッジ面 １７４５Ａ〜１７４５Ｃ リフトタブ １７４８Ａ〜１７４８Ｃ 開孔 １７５０ ウェハ包囲リングインサート １７５１ ウェハ包囲リングインサート１７５０のリム
部 １７５１Ａ ウェハ包囲リング１７５０の上側面 １７６０ ウェハ包囲リングギャップインサート １８０１Ｃ 円環状部分１８０５の中心 １８０２ 表面 １８０５ 円環状部分 １８４５Ａ〜１８４５Ｃ 棚部 １８５０ 切欠き部分 １９０２ ウェハ包囲リングインサート１７５０の上側
面 １９０５ ウェハ包囲リングインサート１７５０の外側
円周エッジ面 １９４５Ａ〜１９４５Ｃ ノッチ ２００１ 基板包囲リングギャップインサート１７６０
の内側エッジ面 ２００２ 基板包囲リングギャップインサート１７６０
の端部エッジ面 ２００３ 基板包囲リングギャップインサート１７６０
の端部エッジ面 ２００５ ノッチ

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高速熱処理炉（ＲＴＰ炉）のサセプタ
    であって、 基板包囲リングと、前記基板包囲リングの周りに隣接し
    て配置された複数の熱分配要素とからなる複数の構成要
    素を有する第１の層と、 第１の表面と前記第１の表面の反対側の第２の表面とを
    有する第２の層とを有し、 前記第１の層の前記複数の構成要素が、前記第２の層が
    前記第１の層を支持するように前記第２の層の前記第１
    の表面の上に配置されていることを特徴とする高速熱処
    理炉のサセプタ。
  2. 【請求項２】 前記第２の層が、前記高速熱処理炉の
    熱源からの熱をほぼ吸収せずに伝達し、前記サセプタの
    熱的質量が前記第１の層の特性によって決定されること
    を特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
  3. 【請求項３】 前記複数の構成要素が、前記基板包囲
    リングの内側円周エッジ面に隣接する円周エッジ面を備
    えた基板包囲リングインサートを更に有することを特徴
    とする請求項１に記載のサセプタ。
  4. 【請求項４】 前記基板包囲リングインサートの前記
    円周エッジ面と前記基板包囲リングの前記内側円周エッ
    ジ面とが面取りされており、前記基板包囲リングが、前
    記基板包囲リングインサートを変位させずに前記基板包
    囲リングインサートから持ち上げられることを特徴とす
    る請求項３に記載のサセプタ。
  5. 【請求項５】 前記基板包囲リングが、前記基板包囲
    リングに配置された基板を支持するための、前記基板包
    囲リングの前記内側円周エッジ面から前記基板包囲リン
    グの外側円周エッジ面に向けて所定の長さに亘って延在
    するように前記内側円周エッジ面の周りに設けられた棚
    部を更に有することを特徴とする請求項１に記載のサセ
    プタ。
  6. 【請求項６】 前記基板包囲リングが、前記基板包囲
    リングの前記外側円周エッジ面に沿ったリム部を更に有
    し、 前記リム部の内側円周エッジ面と前記棚部との交差部分
    が前記棚部の外側エッジを画定し、前記リム部の前記内
    側円周エッジ面が前記棚部から前記リム部の頭部まで延
    在する壁を形成することを特徴とする請求項５に記載の
    サセプタ。
  7. 【請求項７】 前記壁の高さが、前記基板の厚さの約
    ２倍であることを特徴とする請求項６に記載のサセプ
    タ。
  8. 【請求項８】 前記棚部の前記外側エッジが、前記壁
    と前記基板との間のギャップが約０．１３ｃｍ（０．０
    ５インチ）から約０．５１ｃｍ（０．２インチ）の範囲
    となるように設けられていることを特徴とする請求項７
    に記載のサセプタ。
  9. 【請求項９】 前記棚部の前記外側エッジが、前記壁
    と前記基板のエッジとの間の前記ギャップが約０．１６
    ｃｍ（０．０６２５インチ）となるように設けられてい
    ることを特徴とする請求項７に記載のサセプタ。
  10. 【請求項１０】 前記基板包囲リングがギャップによ
    って互いに隔てられた第１の端部と第２の端部とを含
    み、前記基板包囲リングが文字Ｃと類似した形状を有す
    ることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。
  11. 【請求項１１】 前記複数の構成要素が前記基板包囲
    リングの内側円周エッジ面に隣接した円周エッジ面を備
    えた基板包囲リングインサートを更に有することを特徴
    とする請求項１０に記載のサセプタ。
  12. 【請求項１２】 前記基板包囲リングインサートの円
    周エッジ面と、前記基板包囲リングの前記内側円周エッ
    ジ面とが面取りされており、前記基板包囲リングインサ
    ートを変位させずに前記基板包囲リングが前記基板包囲
    リングインサートから持ち上げられることを特徴とする
    請求項１１に記載のサセプタ。
  13. 【請求項１３】 前記基板包囲リングが、前記基板包
    囲リング内に配置された基板を支持するための、前記基
    板包囲リングの前記内側円周エッジ面から前記基板包囲
    リングの外側円周エッジ面に向かって所定の距離に亘っ
    て延在し前記基板包囲リングの前記内側円周エッジ面に
    沿って設けられた棚部を更に有することを特徴とする請
    求項１０に記載のサセプタ。
  14. 【請求項１４】 前記基板包囲リングが、前記基板包
    囲リングの前記外側円周エッジ面に沿って設けられたリ
    ム部を更に有し、 前記リム部の内側円周エッジ面と前記棚部との交差部分
    が前記棚部の外側エッジを画定し、前記内側円周エッジ
    面が前記棚部から前記リム部の頭部まで延在する壁を画
    定することを特徴とする請求項１３に記載のサセプタ。
  15. 【請求項１５】 前記壁が前記基板の厚みのおよそ２
    倍の高さを有することを特徴とする請求項１４に記載の
    サセプタ。
  16. 【請求項１６】 前記棚部の前記外側エッジが、前記
    壁と前記基板のエッジとの間のギャップが約０．１３ｃ
    ｍ（０．０５インチ）から０．５１ｃｍ（０．２イン
    チ）の範囲にあるように設けられていることを特徴とす
    る請求項１４に記載のサセプタ。
  17. 【請求項１７】 前記棚部の前記外側エッジが、前記
    壁と前記基板のエッジとの間の前記ギャップが約０．１
    ６ｃｍ（０．０６２５インチ）となるように設けられて
    いることを特徴とする請求項１６に記載のサセプタ。
  18. 【請求項１８】 前記基板包囲リングインサートが、
    棚部と、前記基板包囲リングの前記ギャップ内に嵌合さ
    れるリム部とを備えた突出部を更に有することを特徴と
    する請求項１４に記載のサセプタ。
  19. 【請求項１９】 前記基板包囲リングが、前記基板包
    囲リングの前記内側円周エッジ面から延出する複数のリ
    フトタブを更に有することを特徴とする請求項１に記載
    のサセプタ。
  20. 【請求項２０】 第１のギャップが前記熱分配要素の
    隣接するエッジ面の間に形成され、第２のギャップが前
    記熱分配要素のエッジ面と前記基板包囲リングの外側円
    周エッジ面との間に形成されるように、前記複数の熱分
    配要素が前記基板包囲リングの周りに前記包囲リングと
    隣接して配置されていることを特徴とする請求項１に記
    載のサセプタ。
  21. 【請求項２１】 前記複数の熱分配要素の各々が外側
    円周エッジ面に設けられたノッチを有することを特徴と
    する請求項１に記載のサセプタ。
  22. 【請求項２２】 前記第２の層が、前記第２の層の表
    面から延出しかつ前記第２の層の外側円周エッジ面に隣
    接して配置された複数のピンを更に有し、 前記熱分配要素の前記ノッチが前記複数のピンの対応す
    るピンと嵌合されることを特徴とする請求項２１に記載
    のサセプタ。
  23. 【請求項２３】 高速熱処理炉のサセプタであって、 内側円周エッジ面を備え、かつ前記内側円周エッジ面か
    ら延出する複数のタブを備えたウェハ包囲リングと、 外側円周エッジ面を備え、かつ前記外側円周エッジ面に
    設けられた複数のノッジを備えた基板包囲リングインサ
    ートとを有し、 前記基板包囲リングインサートが前記基板包囲リングに
    嵌合されることを特徴とする高速熱処理炉のサセプタ。
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