WO2009084154A1 - エピタキシャル成長用サセプタ - Google Patents

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WO2009084154A1
WO2009084154A1 PCT/JP2008/003621 JP2008003621W WO2009084154A1 WO 2009084154 A1 WO2009084154 A1 WO 2009084154A1 JP 2008003621 W JP2008003621 W JP 2008003621W WO 2009084154 A1 WO2009084154 A1 WO 2009084154A1
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crystal substrate
single crystal
susceptor
outer peripheral
epitaxial growth
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PCT/JP2008/003621
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Inventor
Masato Ohnishi
Original Assignee
Shin-Etsu Handotai Co., Ltd.
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Publication date
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Priority to JP2009547876A priority patent/JP4661982B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/458—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for supporting substrates in the reaction chamber
    • C23C16/4582—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs
    • C23C16/4583—Rigid and flat substrates, e.g. plates or discs the substrate being supported substantially horizontally
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12—Substrate holders or susceptors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68735—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by edge profile or support profile

Definitions

  • the present invention relates to an epitaxial growth susceptor (hereinafter sometimes simply referred to as a “susceptor”) for supporting a single crystal substrate during epitaxial growth in an epitaxial growth apparatus that stacks an epitaxial layer on a single crystal substrate.
  • a susceptor for supporting a single crystal substrate during epitaxial growth in an epitaxial growth apparatus that stacks an epitaxial layer on a single crystal substrate.
  • Epitaxial growth technology is a technology for vapor-phase growth of single crystal thin film layers used in the manufacture of integrated circuits such as bipolar transistors and MOSLSI, and is a uniform single crystal thin film that conforms to the crystal orientation of the substrate on a clean semiconductor single crystal substrate. This is a very important technique because it is possible to grow an impurity and form a steep impurity gradient in a junction having a large dopant concentration difference.
  • This growth apparatus includes a reaction chamber provided with an epitaxial growth susceptor for placing a single crystal substrate therein, a heating means including a halogen lamp provided outside the reaction chamber, and the like. Of these, an apparatus for processing one by one is called a single wafer epitaxial growth apparatus.
  • FIG. 9 is a schematic view showing an example of a general single-wafer epitaxial growth apparatus (see JP 2004-319623 A) used conventionally.
  • This single-wafer epitaxial growth apparatus 101 has a reaction chamber 103 in which a single crystal substrate 102 on which an epitaxial layer is stacked is disposed, and introduces a source gas and a carrier gas into the reaction chamber 103.
  • the gas inlet 104 and the gas outlet 105 for discharging the gas are provided.
  • the reaction chamber 103 includes a susceptor 106 on which the single crystal substrate 102 is placed.
  • the upper wall 107 of the reaction chamber 103 is made of quartz glass.
  • a heating means 108 such as a halogen lamp for heating the single crystal substrate 102 is provided.
  • FIG. 10 shows an outline of an example of a conventional susceptor.
  • FIG. 10A is a plan view
  • FIG. 10B is a cross-sectional view of a part of the susceptor.
  • the counterbore 110 is formed on the susceptor 106, and the counterbore 110 has an outer peripheral region 111 and a central region 112 surrounded by the outer peripheral region 111.
  • a step 113 is formed at the boundary of the region 112.
  • the outer peripheral region 111 has a tapered shape, and the single crystal substrate 102 on which epitaxial growth is performed is abutted and supported.
  • the central region 112 has a step 113 so that the single crystal substrate 102 does not contact. It is formed at a position deeper than the outer peripheral region 111.
  • a through hole 114 is formed in the central region 112 in order to remove a natural oxide film on the back surface of the single crystal substrate 102 and to prevent formation of halos.
  • the susceptor 106 is formed as shown in FIG.
  • the single crystal substrate 102 is arranged in the counterbore 110, and the single crystal substrate 102 is rotated by the heating means 108 while the single crystal substrate 102 is rotated by a support shaft 109 that supports the susceptor 106 and a rotation mechanism (not shown) that rotates (rotates) the support shaft 109. 102 is heated to a predetermined temperature.
  • a source gas such as trichlorosilane diluted with a carrier gas such as hydrogen is supplied from the gas inlet 104 at a predetermined flow rate for a predetermined time. To do. In this way, an epitaxial substrate in which an epitaxial layer is stacked on the single crystal substrate 102 can be obtained.
  • the source gas is formed on the back surface of the single crystal substrate 102 from the through hole 114 formed in the central region 112 of the susceptor 106. , And deposits may be generated on the back surface of the single crystal substrate 102. Therefore, there is a problem that the flatness of the outer peripheral portion of the epitaxial substrate is deteriorated.
  • FIG. 10B also shows a deposition layer locally stacked on the outer peripheral side of the back surface of the single crystal substrate. The thickness of this deposition layer is about 0.05 to 0.3 ⁇ m although it depends on the reaction time.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides an epitaxial growth susceptor capable of preventing local significant deposits from occurring on the outer peripheral side of the back surface of a single crystal substrate. With the goal.
  • the present invention provides an epitaxial growth susceptor having a counterbore for horizontally supporting a single crystal substrate in an epitaxial growth apparatus, and the counterbore is supported by contacting the single crystal substrate.
  • the counterbore outer region is tapered with an inclination angle greater than 0 ° and less than 1 ° and inclined to increase in depth toward the central region; and
  • a susceptor for epitaxial growth characterized by having a horizontal width of 3.3% or more of the diameter of a supported single crystal substrate.
  • the inclination angle of the outer peripheral region of the counterbore of the susceptor is lowered and the outer peripheral region is conventionally reduced. It is effective to expand the part where the single crystal substrate and the peripheral area of the counterbore of the susceptor overlap and expand the deposit on the back surface of the single crystal substrate gradually from the center side of the single crystal substrate. I found out.
  • the tapered outer peripheral region supported by contact with the single crystal substrate has an inclination angle in the range of greater than 0 ° and less than 1 °, and the diameter of the supported single crystal substrate is 3
  • the susceptor has a horizontal width of 3% or more, unlike the conventional product, it is possible to prevent local thick deposits from occurring on the outer peripheral side of the back surface of the single crystal substrate. For this reason, the flatness of the outer peripheral part of an epitaxial substrate is favorable, and it is possible to obtain a high quality epitaxial substrate.
  • the outer periphery of the counterbore has a tapered shape with an inclination angle greater than 0 ° and is inclined so that the depth increases toward the center region, so that the inner edge of the outer periphery region and the back surface of the single crystal substrate contact each other. In this case, it is possible to prevent the back surface of the single crystal substrate from being scratched, and since the tilt angle is less than 1 °, deposition on the outer peripheral side of the back surface can be suppressed.
  • the horizontal width of the outer peripheral region corresponding to the range from the central region to the outermost peripheral portion of the single crystal substrate supported by the outer peripheral region is 3.3% or more of the diameter of the single crystal substrate. Is preferred. If it is such, it can prevent more reliably that a thick deposit locally arises on the outer peripheral side of the back surface of a single crystal substrate.
  • the central region of the counterbore has a concave shape formed of a curved surface.
  • the supported single crystal substrate is easily bent due to its own weight, and in this case, the single crystal substrate and the central area of the counterbore are in contact with each other, and damage such as scratches and slips may occur on the back surface of the single crystal substrate.
  • the center area of the counterbore is a concave shape made of a curved surface, even if the single crystal substrate is bent, the single crystal substrate and the center area of the counterbore do not come into contact with each other, and the state of the back surface of the single crystal substrate is kept good. Can do.
  • the horizontal width of the outer periphery of the counterbore is preferably 5.5% to 7% of the diameter of the supported single crystal substrate.
  • the horizontal width of the outer peripheral region of the counterbore is 5.5% or more of the diameter of the supported single crystal substrate, it is possible to sufficiently prevent local deposition on the outer peripheral side of the back surface of the single crystal substrate. Can do.
  • the outer peripheral region does not become unnecessarily wide, that is, the central region in which the through hole is formed can be secured with a sufficient width, and the single crystal substrate can be efficiently obtained.
  • the natural oxide film on the back surface of the substrate can be removed.
  • the horizontal width of the outer peripheral region corresponding to the range from the central region to the outermost peripheral portion of the single crystal substrate supported by the outer peripheral region is 5.5% to 7% of the diameter of the single crystal substrate. Is preferred. Such an arrangement can more effectively prevent local deposition and remove the natural oxide film on the back surface of the single crystal substrate.
  • the epitaxial growth susceptor may be for a single crystal substrate having a diameter of 300 mm or more. Such a structure can be used effectively when epitaxial growth is performed on a single crystal substrate having a diameter of 300 mm or more, corresponding to the recent increase in the diameter of the single crystal substrate.
  • the depth of the inner edge of the outer peripheral region and the outer edge of the central region are equal, or less than 0.05 mm so that the depth increases from the inner edge of the outer peripheral region toward the outer edge of the central region. It is preferable that a step having a height of 2 is formed. If this is the case, there will be no sudden change in the depth direction from the outer periphery region to the central region of the counterbore, and the nanotopology of the back surface of the single crystal substrate caused by the change in the depth direction will be deteriorated. It is possible to prevent.
  • the natural oxide film on the back surface of the single crystal substrate can be effectively removed during the epitaxial growth, and significant deposits can be generated locally on the outer peripheral side of the back surface of the single crystal substrate.
  • An epitaxial substrate that can be suppressed and has a good flatness at the outer peripheral portion can be obtained.
  • it is a graph which shows an example of the relationship between the part outside 120 mm in the radial direction from the center of a board
  • it is a graph which shows an example of the result of having measured the back surface ZDD value over the perimeter of the board
  • it is a graph which shows an example of the relation between the portion outside 120mm in the radial direction from the center of the substrate, and the backside ZDD value.
  • a comparative example it is a graph which shows an example of the result of having measured the back surface ZDD value over the perimeter of the substrate in the circumference direction in the position of 148 mm in the radial direction from the center. It is the schematic which shows an example of a common conventional single wafer type epitaxial growth apparatus. It is the schematic which shows an example of the conventional susceptor. (A) Top view, (B) Cross section.
  • FIG. 1 shows an outline of an example of the susceptor for epitaxial growth of the present invention.
  • FIG. 1A is a plan view
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of a part of the susceptor.
  • FIG. 1C is a cross-sectional view of a part of another susceptor.
  • the susceptor 6 of the present invention is formed with a counterbore 10 for accommodating the single crystal substrate 2 and supporting it horizontally.
  • the counterbore 10 has an outer peripheral region 11 and a central region 12 surrounded by the outer peripheral region 11.
  • the outer peripheral region 11 has a tapered shape, and on this outer peripheral region, the single crystal substrate 2 on which epitaxial growth is performed comes into contact and is supported horizontally.
  • the central region 12 is formed at a position deeper than the outer peripheral region 11 so that the single crystal substrate 2 does not contact.
  • a through hole 14 that penetrates the susceptor 6 is formed in the central region 12.
  • the number of the through holes 14 is not particularly limited, and it is sufficient that one or more through holes 14 are formed. However, it is preferable that a large number of the through holes 14 are formed over the entire surface of the central region 12. If formed over the entire surface of the central region 12 in this way, the natural oxide film on the back surface of the single crystal substrate 2 can be removed over the entire back surface during epitaxial growth, and halo formation can be prevented. .
  • cross-sectional shape, size, etc. of the through hole 14 are not particularly limited, and can be appropriately determined each time. These can be the same as conventional ones, for example.
  • the shape (surface shape) of the central region 12 is not particularly limited as long as it is not in contact with the single crystal substrate 2 supported by being in contact with the outer peripheral region 11.
  • a flat shape can be used.
  • FIG. 2A shows an example where the central region 12 is flat.
  • the single crystal substrate 2 is supported on the outer peripheral region 11, the single crystal substrate 2 is actually easily bent downward at the center side of the single crystal substrate 2 due to its own weight.
  • the central region 12 has a concave shape formed of a curved surface. In this case, even if the single crystal substrate 2 is bent, the center region 12 of the counterbore 10 of the susceptor 6 and the single crystal substrate 2 do not come into contact with each other, and the state of the back surface of the single crystal substrate 2 can be changed. Can keep good.
  • the outer peripheral region 11 has a tapered shape with an inclination angle ⁇ that is greater than 0 ° and less than 1 °, and is formed so that the depth increases toward the central region 12. ing.
  • the single crystal substrate 2 comes into contact with the outer peripheral portion of the back surface of the single crystal substrate 2.
  • the inclination angle ⁇ when the inclination angle ⁇ is 0 ° or less, the inner edge 15 of the outer peripheral region 11 comes into contact with the back surface of the single crystal substrate 2 and the back surface of the single crystal substrate 2 is damaged.
  • the tilt angle ⁇ when the tilt angle ⁇ is 1 ° or more, a local deposit on the outer peripheral side of the back surface of the single crystal substrate 2 (for example, a silicon deposit if trichlorosilane is used as the source gas) occurs. Therefore, in order to prevent these, the inclination angle ⁇ needs to be greater than 0 ° and less than 1 °.
  • the outer peripheral region 11 has a horizontal width of 3.3% or more of the diameter of the single crystal substrate 2.
  • the horizontal width of the outer peripheral region 11 is about 1%, and the range in which the single crystal substrate 2 and the outer peripheral region 11 overlap is narrow. Therefore, a locally thick deposit is formed on the outer peripheral side of the back surface of the single crystal substrate 2. Has occurred, adversely affecting the flatness of the outer peripheral portion of the epitaxial substrate.
  • the range of the horizontal width is expanded as compared with the conventional product as in the present invention, the range where the single crystal substrate 2 and the outer peripheral region 11 overlap is expanded, and the back surface of the single crystal substrate 2 is expanded. 1 can be generated gradually and continuously from the center side of the single crystal substrate 2 (see FIG. 1B), so that a local extremely thick deposit does not occur as in the prior art, and the outer peripheral side. No sudden change in thickness occurs.
  • the horizontal width of the outer peripheral region 11 may be 3.3% or more of the diameter of the single crystal substrate 2, and the upper limit thereof is not limited as long as the central region can be secured. Preferably it is less than 7%. If the horizontal width is in such a range, the local deposition on the outer peripheral side of the single crystal substrate can be suppressed extremely effectively, and the range of the central region 12 can be sufficiently secured. . If the range of the central region 12 can be sufficiently secured, it is possible to prevent the removal of the natural oxide film and the formation of halos over the wide range of the back surface of the single crystal substrate 2 together with the effect of the through holes 14. It becomes possible.
  • the horizontal width of the outer peripheral region 11 corresponding to the range from the central region 12 to the outermost peripheral portion of the single crystal substrate 2 supported by the outer peripheral region 11 is 3 of the diameter of the single crystal substrate 2.
  • Those having a width of not less than 3%, more preferably not less than 5.5% and not more than 7% are preferable.
  • the range in which the single crystal substrate 2 and the outer peripheral region 11 overlap can be expanded more reliably than before, and the suppression of local deposition can be further ensured.
  • the interval (play) between the outer edge of the outer peripheral region 11 and the outermost peripheral portion of the supported single crystal substrate 2 is usually very small.
  • a material that is practically adapted to the size of the single crystal substrate 2 to be processed by the counterbore of the susceptor is used.
  • the boundary between the outer peripheral region 11 and the central region 12 will be described.
  • the depths of the inner edge 15 of the outer peripheral region and the outer edge 16 of the central region coincide with each other.
  • a step 13 having a height of less than 0.05 mm is formed so that the depth increases from the inner edge 15 of the outer peripheral area toward the outer edge 16 of the central area. That is, it is preferable that the change in the depth direction from the outer peripheral region 11 to the central region 12 is suppressed to less than 0.05 mm.
  • the change in the depth direction from the outer peripheral region 11 to the central region 12 is suppressed to less than 0.05 mm. It is possible to effectively prevent the deterioration of the nanotopology caused by the displacement at the portion corresponding to the boundary between the outer peripheral region 11 and the central region 12 of the counterbore 10 on the back surface of the single crystal substrate 2.
  • a step 13 having a height of less than 0.05 mm is formed so that the depth increases from the inner edge 15 of the outer peripheral region toward the outer edge 16 of the central region.
  • the through hole 14 in the central region 12 can be relatively spaced from the back surface of the single crystal substrate 2, and it is effective that a transfer corresponding to the through hole 14 is formed on the back surface of the single crystal substrate 2. It is possible to prevent.
  • the susceptor 6 of the present invention can be adapted to various single crystal substrates 2, for example, the size of the susceptor 6 itself is adapted to the size of the single crystal substrate 2 to be supported. Can do. Naturally, it can be made to correspond to a single crystal substrate having a diameter of 300 mm or more, and in response to the recent demand, it can be used for manufacturing an epitaxial substrate having a large diameter.
  • the material and the like of the susceptor 6 itself are not particularly limited, and may be made of an appropriate material depending on the single crystal substrate that supports the susceptor 6 itself.
  • a graphite base material coated with SiC can be mentioned.
  • the single crystal substrate 2 When the single crystal substrate 2 is supported using the susceptor 6 of the present invention as described above and epitaxial growth is performed, the single crystal substrate 2 can be disposed, for example, in a single wafer epitaxial growth apparatus 1 as shown in FIG. .
  • the reaction chamber 3, gas inlet 4, gas outlet 5, upper wall 7, heating means 8, support shaft 9, etc. other than the susceptor 6 of the present invention are not particularly limited, Things can be used.
  • the procedure itself for performing epitaxial growth can be performed by a method similar to the conventional method.
  • Example 2 Using the single wafer epitaxial growth apparatus of FIG. 3 equipped with the susceptor of the present invention, the single crystal substrate was epitaxially grown, and then the deposited layer on the back surface of the obtained epitaxial substrate was evaluated.
  • a silicon single crystal substrate having a diameter of 300 mm was prepared as a single crystal substrate, and trichlorosilane was used as a source gas and hydrogen gas was used as a carrier gas.
  • the central region has a plurality of through-holes formed on the entire concave surface having a curved surface, and the outer peripheral region has an inclination angle of 0.5 ° or 0.75 °, and the outer peripheral region is horizontal.
  • the horizontal width of the outer peripheral region corresponding to the range from the central region of the susceptor to the outermost peripheral portion of the single crystal substrate is 3.1%, 5.4%, and 6.4% of the diameter of the single crystal substrate, respectively. Met.
  • an optical interference type flatness measuring device for the evaluation of the growth thickness of the deposition layer on the back surface of the epitaxial substrate, an optical interference type flatness measuring device is used, and an edge vicinity curvature shape measurement method (a shape parameter called ZDD) is obtained by second-order differentiation of the surface displacement amount by radius. ) was applied. Since ZDD is a second-order differential of the moving radius, it represents an acceleration change in the back surface displacement with respect to the radius.
  • FIG. 4 shows the relationship between the susceptor shape and the obtained back surface ZDD value.
  • 4 is an example of a value at a position of 148 mm in the radial direction from the center.
  • the both it is suppressed to the range of 0 nm / mm 2 of -5 nm / mm 2.
  • the absolute value of the back surface ZDD value is smaller than that of a comparative example which will be described later, and the silicon deposition layer can be remarkably suppressed from growing rapidly at the measurement location.
  • the tilt angle is 0.5 ° and the horizontal width is 5.7% or 6.7%
  • the back surface ZDD value is 0, which prevents local rapid silicon deposition on the back surface outer peripheral side. It can be seen that it is particularly excellent.
  • FIG. 5 shows an example of the relationship between the portion outside 120 mm in the radial direction from the center of the substrate and the back surface ZDD value. This is a case where a susceptor having an inclination angle of 0.5 ° in the outer peripheral region and a horizontal width of 5.7% is used. From this figure, the magnitude of the degree of deposition in the radial direction of the substrate can be read.
  • the horizontal axis is the substrate radius (mm)
  • the vertical axis is the ZDD (nm / mm 2 ) on the back surface of the epitaxial substrate.
  • the back surface ZDD on the vertical axis corresponds to a second-order differentiation of the surface displacement amount by the radius, and represents an acceleration change of the displacement amount.
  • FIG. 5 relates to the back surface
  • the + direction represents the displacement toward the front side of the substrate
  • the ⁇ direction represents the displacement toward the back side of the substrate.
  • FIG. 6 shows the result of measuring the back surface ZDD value in the circumferential direction over the entire circumference of the substrate at a position of 148 mm in the radial direction from the center.
  • the location where the back surface ZDD value fluctuates greatly over the entire circumference of the back surface of the substrate is not seen.
  • the deposition layer was not locally thickly laminated over the entire circumference of the back surface of the substrate, and a back surface having a uniform amount of displacement was obtained.
  • a single-wafer epitaxial growth apparatus provided with a susceptor having a tilt angle and a horizontal width of the outer peripheral region different from those of the present invention was used to perform epitaxial growth on a silicon single crystal substrate similar to the example.
  • the operating conditions other than the susceptor are the same as in the example.
  • the inclination angle of the outer peripheral region is 0.5 to 4 ° and the horizontal width is 1.1 to 6.7% (the range from the central region of the susceptor to the outermost peripheral portion of the single crystal substrate).
  • the horizontal width of the outer peripheral area corresponding to the range of 0.8 to 6.4%) was combined.
  • naturally combinations in the scope of the present invention are excluded.
  • the investigation of the deposit layer on the back surface was conducted in the same manner as in the example.
  • FIG. 4 The relationship between the susceptor shape and the obtained backside ZDD value is shown in FIG. 4 as in the example. As shown in FIG. 4, all are ⁇ 9 nm / mm 2 or less, and the absolute value of the back surface ZDD value is larger than that of the example, and it can be seen that the deposit grows rapidly at the measurement location. 7 and 8 shown below, it is well understood that the deposition layer grows locally on the outer peripheral side of the substrate.
  • FIG. 7 is a graph showing an example of the relationship between a portion outside 120 mm in the radial direction from the center of the substrate and the back surface ZDD value when the inclination angle is 1 ° and the horizontal width is 1.1%.
  • FIG. 8 shows the result of measuring the back surface ZDD value in the circumferential direction over the entire circumference of the substrate at a position of 148 mm in the radial direction from the center. As shown in FIG. 7, it can be seen that on the outer peripheral side of the substrate (near 148 mm), the back surface ZDD value greatly changes locally, that is, the deposition layer has grown rapidly. Further, as shown in FIG.
  • the epitaxial growth susceptor of the present invention can prevent local significant silicon deposition on the outer peripheral side of the back surface of the epitaxially grown single crystal substrate. become. Therefore, an epitaxial substrate having a good flatness at the outer peripheral portion can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

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Abstract

　本発明は、エピタキシャル成長装置において単結晶基板を水平に支持するためのザグリを有するエピタキシャル成長用サセプタであって、ザグリは、単結晶基板が当接して支持される外周領域と、該外周領域に囲まれており、単結晶基板と接触しない中央領域を有しており、ザグリの中央領域には、エピタキシャル成長用サセプタを貫通する１つ以上の貫通孔が形成されており、ザグリの外周領域は、０°より大きく１°未満の範囲の傾斜角で、中央領域に向かって深さが増すように傾斜しているテーパ形状であり、かつ、支持される単結晶基板の直径の３．３％以上の水平幅を有するものであるエピタキシャル成長用サセプタを提供する。これにより、単結晶基板の裏面の外周側において、局所的に著しいデポが発生するのを防止することができるエピタキシャル成長用サセプタが提供される。

Description

エピタキシャル成長用サセプタ
　本発明は、単結晶基板上にエピタキシャル層を積層するエピタキシャル成長装置において、エピタキシャル成長時に単結晶基板を支持するためのエピタキシャル成長用サセプタ（以下では、単にサセプタと言うことがある）に関する。
　
　エピタキシャル成長技術は、バイポーラトランジスタやＭＯＳＬＳＩ等の集積回路の製造に用いられる単結晶薄膜層を気相成長させる技術であり、清浄な半導体単結晶基板上に基板の結晶方位に合せて均一な単結晶薄膜を成長させたり、ドーパント濃度差が大きい接合の急峻な不純物勾配を形成することができるので、極めて重要な技術である。
　このようなエピタキシャル成長を行うための装置としては、縦型（パンケーキ型）、バレル型（シリンダー型）、さらに横型の３種類が一般的である。これらの成長装置の基本的な原理は共通している。この成長装置は単結晶基板を載置するためのエピタキシャル成長用サセプタを内部に備えた反応室や、反応室の外部に設けられるハロゲンランプ等からなる加熱手段等を備えて構成されており、縦型のうち１枚ずつ処理する装置を枚葉式エピタキシャル成長装置と呼んでいる。
　ここで、例えばこの枚葉式エピタキシャル成長装置について図９を参照して説明する。図９は、従来より用いられている一般的な枚葉式エピタキシャル成長装置（特開２００４－３１９６２３号公報等参照）の一例を示す概略図である。
　この枚葉式エピタキシャル成長装置１０１は、表面にエピタキシャル層が積層される単結晶基板１０２が内部に配置される反応室１０３を有しており、該反応室１０３に原料ガス・キャリアガスを導入するためのガス導入口１０４とガスを排出するガス排出口１０５が設けられている。また、反応室１０３内には単結晶基板１０２を載置するサセプタ１０６を具備する。なお、反応室１０３の上壁１０７は石英ガラスからなっている。
　また、少なくとも、反応室１０３の外部には、単結晶基板１０２を加熱する例えばハロゲンランプ等の加熱手段１０８を備えている。
　ここで、上記サセプタ１０６についてさらに説明する。図１０に従来のサセプタの一例の概略を示す。図１０（Ａ）が平面図であり、図１０（Ｂ）はサセプタの一部の範囲における断面図である。
　図１０に示すように、サセプタ１０６にはザグリ１１０が形成されており、該ザグリ１１０は外周領域１１１と、該外周領域１１１に囲まれた中央領域１１２を有しており、外周領域１１１と中央領域１１２の境界には段差１１３が形成されている。
　外周領域１１１はテーパ形状であり、表面にエピタキシャル成長が施される単結晶基板１０２が当接して支持されるようになっているが、中央領域１１２は、単結晶基板１０２が接触しないよう段差１１３を介して外周領域１１１よりも深い位置に形成されている。また、中央領域１１２には、単結晶基板１０２の裏面の自然酸化膜の除去、さらにはハローの形成の防止等のために貫通孔１１４が形成されている。
　上記のような図９に示す従来のサセプタ１０６を備えた枚葉式エピタキシャル成長装置１０１を用い、単結晶基板１０２上にエピタキシャル層を形成する場合は、図１０（Ｂ）のように、サセプタ１０６のザグリ１１０内に単結晶基板１０２を配し、サセプタ１０６を支持する支持軸１０９およびそれを回転（自転）させる不図示の回転機構によって単結晶基板１０２を回転させつつ、加熱手段１０８によって単結晶基板１０２を所定の温度に加熱する。そして、反応室１０３内に、例えばシリコン単結晶層をエピタキシャル成長させるのであれば、水素等のキャリアガスで希釈したトリクロロシラン等の原料ガスを、所定時間、所定流量でガス導入口１０４から供給することにより行う。
　このようにして、単結晶基板１０２上にエピタキシャル層を積層させたエピタキシャル基板を得ることができる。
　しかしながら、上記のような従来のサセプタ１０６を用いて単結晶基板１０２を支持してエピタキシャル成長を施すと、サセプタ１０６の中央領域１１２に形成された貫通孔１１４から、単結晶基板１０２の裏面に原料ガスが回り込み、単結晶基板１０２の裏面にデポが発生することがある。そのため、エピタキシャル基板の外周部のフラットネスが悪化してしまうという問題があった。
　
　そこで、本発明者がエピタキシャル成長後の基板について鋭意研究を行ったところ、特に、エピタキシャル基板の裏面の外周側において、局所的に、著しいデポが見られることがわかった。さらには、この裏面外周側でのデポは、単結晶基板とサセプタのザグリの外周領域とが当接する位置の付近（単結晶基板とザグリの外周領域の水平幅とが重なる部分）で集中的に発生しており、その結果、局所的な厚み変化がエピタキシャル基板の外周側にもたらされていることを見出した。図１０（Ｂ）に、単結晶基板の裏面の外周側に局所的に積層されたデポ層も示す。このデポ層の厚さは、反応時間にもよるが、０．０５～０．３μｍ程度である。
　本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、単結晶基板の裏面の外周側において、局所的に著しいデポが発生するのを防止することができるエピタキシャル成長用サセプタを提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明は、エピタキシャル成長装置において単結晶基板を水平に支持するためのザグリを有するエピタキシャル成長用サセプタであって、前記ザグリは、前記単結晶基板が当接して支持される外周領域と、該外周領域に囲まれており、前記単結晶基板と接触しない中央領域を有しており、前記ザグリの中央領域には、前記エピタキシャル成長用サセプタを貫通する１つ以上の貫通孔が形成されており、前記ザグリの外周領域は、０°より大きく１°未満の範囲の傾斜角で、前記中央領域に向かって深さが増すように傾斜しているテーパ形状であり、かつ、前記支持される単結晶基板の直径の３．３％以上の水平幅を有するものであることを特徴とするエピタキシャル成長用サセプタを提供する。
　まず、本発明者が調査を行った結果、単結晶基板の裏面の外周側の局所的なデポを防ぐにあたっては、サセプタのザグリの外周領域の傾斜角を低角化するとともに、外周領域を従来品よりも拡張し、単結晶基板とサセプタのザグリの外周領域とが重なる部分を拡げ、単結晶基板の裏面でのデポを単結晶基板のより中央側から徐々に連続的に発生させることが有効であることを見出した。
　すなわち、本発明のように、単結晶基板が当接して支持される、テーパ形状の外周領域が、０°より大きく１°未満の範囲の傾斜角で、支持される単結晶基板の直径の３．３％以上の水平幅を有するサセプタであれば、従来品の場合とは異なり、単結晶基板の裏面の外周側で、局所的に厚いデポが生じるのを防止することができる。このため、エピタキシャル基板の外周部のフラットネスが良好であり、高品質のエピタキシャル基板を得ることが可能である。
　また、ザグリの中央領域には、エピタキシャル成長用サセプタを貫通する１つ以上の貫通孔が形成されているので、エピタキシャル成長時に、単結晶基板の裏面の自然酸化膜を効果的に除去することができる。
　さらに、ザグリの外周領域は、０°より大きい傾斜角で、中央領域に向かって深さが増すように傾斜しているテーパ形状であるため、外周領域の内縁と単結晶基板の裏面とが接触することもなく単結晶基板の裏面に傷が付くのを防ぐことができるし、かつ、１°未満の範囲の傾斜角であるため、裏面の外周側のデポを抑制することができる。
　このとき、特には、前記中央領域から前記外周領域に支持された前記単結晶基板の最外周部までの範囲に対応する外周領域の水平幅が、前記単結晶基板の直径の３．３％以上であるのが好ましい。
　このようなものであれば、単結晶基板の裏面の外周側で局所的に厚いデポが生じるのをより確実に防止することができる。
　このとき、前記ザグリの中央領域は、曲面からなる凹形状であるのが好ましい。
　支持される単結晶基板は自重により撓みやすく、この場合、単結晶基板とザグリの中央領域とが接触し、単結晶基板裏面に傷やスリップ等のダメージが及ぶことがある。
　しかしながら、ザグリの中央領域が曲面からなる凹形状であれば、単結晶基板が撓んでも、単結晶基板とザグリの中央領域とが接触することなく、単結晶基板裏面の状態を良好に保つことができる。
　また、前記ザグリの外周領域の水平幅は、前記支持される単結晶基板の直径の５．５％以上７％以下であるのが好ましい。
　このように、ザグリの外周領域の水平幅が、支持される単結晶基板の直径の５．５％以上であれば、十分に、単結晶基板の裏面の外周側における局所的なデポを防ぐことができる。また、７％以下であれば、外周領域が必要以上に幅広になることもなく、すなわち貫通孔が形成されている中央領域を十分な広さで確保することができ、効率良く、単結晶基板の裏面の自然酸化膜の除去を行うことができる。
　さらには、前記中央領域から前記外周領域に支持された前記単結晶基板の最外周部までの範囲に対応する外周領域の水平幅が、前記単結晶基板の直径の５．５％以上７％以下であるのが好ましい。
　このようなものは、局所的なデポの防止、単結晶基板の裏面の自然酸化膜の除去を一層効果的に行うことができる。
　また、前記エピタキシャル成長用サセプタは、直径３００ｍｍ以上の単結晶基板用のものとすることができる。
　このようなものであれば、近年の単結晶基板の直径の拡大化に対応して、直径３００ｍｍ以上の単結晶基板にエピタキシャル成長を施すときに有効に使用可能なものとなる。
　前記ザグリにおいて、前記外周領域の内縁と前記中央領域の外縁の深さが一致しているか、または、前記外周領域の内縁から前記中央領域の外縁に向かって深さが増すように０．０５ｍｍ未満の高さの段差が形成されているものであるのが好ましい。
　このようなものであれば、ザグリの外周領域から中央領域にかけての急激な深さ方向の変化はなく、その急激な深さ方向の変化を起因とする単結晶基板の裏面のナノトポロジーの悪化を防止することが可能である。
　本発明のエピタキシャル成長用サセプタであれば、エピタキシャル成長時に単結晶基板の裏面の自然酸化膜を効果的に除去できるとともに、単結晶基板の裏面の外周側において、局所的に著しいデポが発生するのを極めて抑制することが可能であり、外周部のフラットネスが良好なエピタキシャル基板を得ることができる。
　
本発明のサセプタの一例を示す概略図である。（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。（Ｃ）本発明の他のサセプタの一例を示す断面図である （Ａ）中央領域が平坦な本発明のサセプタの一例、（Ｂ）中央領域が曲面で凹形状の本発明のサセプタの一例を示す概略図である。 本発明のサセプタを備えた枚葉式エピタキシャル成長装置の一例を示す概略図である。 実施例と比較例におけるサセプタ形状と裏面ＺＤＤ値との関係を示した結果である。 実施例において、基板の中心から半径方向に１２０ｍｍよりも外側の部分と、裏面ＺＤＤ値との関係の一例を示すグラフである。 実施例において、中心から半径方向に１４８ｍｍの位置において、円周方向に、裏面ＺＤＤ値を基板の全周にわたって測定した結果の一例を示すグラフである。 比較例において、基板の中心から半径方向に１２０ｍｍよりも外側の部分と、裏面ＺＤＤ値との関係の一例を示すグラフである。 比較例において、中心から半径方向に１４８ｍｍの位置において、円周方向に、裏面ＺＤＤ値を基板の全周にわたって測定した結果の一例を示すグラフである。 一般的な従来の枚葉式エピタキシャル成長装置の一例を示す概略図である。 従来のサセプタの一例を示す概略図である。（Ａ）平面図、（Ｂ）断面図である。
　以下では、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　図１に、本発明のエピタキシャル成長用サセプタの一例の概略を示す。図１（Ａ）が平面図であり、図１（Ｂ）はサセプタの一部の範囲における断面図である。また、図１（Ｃ）は他のサセプタの一部の範囲における断面図である。
　図１に示すように、まず、本発明のサセプタ６には、内部に単結晶基板２を収容し、水平に支持するためのザグリ１０が形成されている。そして、このザグリ１０は、外周領域１１と、該外周領域１１に囲まれた中央領域１２を有している。
　外周領域１１はテーパ形状であり、この外周領域上に、エピタキシャル成長が施される単結晶基板２が当接して水平に支持されるようになっている。一方、中央領域１２は、単結晶基板２が接触しないように、外周領域１１よりも深い位置に形成されている。
　ここで、中央領域１２について述べる。この中央領域１２には、サセプタ６を貫通する貫通孔１４が形成されている。この貫通孔１４の数は特に限定されず、１つ以上形成されていれば良いが、中央領域１２の全面にわたって多数形成されていると好ましい。このように中央領域１２の全面にわたって形成されていれば、エピタキシャル成長時に、単結晶基板２の裏面の自然酸化膜を裏面全面にわたって除去することができ、ハローの形成を防止することが可能だからである。
　なお、貫通孔１４の断面形状、大きさ等も特に限定されず、その都度、適宜決定することができる。これらは例えば従来と同様のものとすることができる。
　また、中央領域１２の形状（面形状）であるが、これは、外周領域１１に当接して支持される単結晶基板２と接触していなければ良く、特に限定されない。例えば平坦な形状とすることが可能である。図２（Ａ）に中央領域１２が平坦な場合の一例を示す。
　ただし、単結晶基板２を外周領域１１に支持した場合、実際には単結晶基板２は、自重によって、単結晶基板２の中央側が下方に撓みやすい。このような場合を考慮すると、図２（Ｂ）に示すように、中央領域１２が曲面からなる凹形状であるのが好ましい。
　このようなものであれば、単結晶基板２が撓んだとしても、サセプタ６のザグリ１０の中央領域１２と単結晶基板２とが接触することもなく、単結晶基板２の裏面の状態を良好に保つことができる。
　次に外周領域１１について述べる。外周領域１１は、図１（Ｂ）に示すように、傾斜角θが０°より大きく１°未満で傾斜したテーパ形状となっており、中央領域１２に向かって深さが増すように形成されている。単結晶基板２を支持する場合、単結晶基板２の裏面の外周部と当接する。
　ここで、傾斜角θが０°以下であると、外周領域１１の内縁１５が単結晶基板２の裏面と接触してしまい、単結晶基板２の裏面に傷が生じてしまう。一方、傾斜角θが１°以上であると、単結晶基板２の裏面外周側の局所的なデポ（例えば、原料ガスにトリクロロシランを用いるのであれば、シリコンのデポ）が発生してしまう。したがって、これらを防ぐために、傾斜角θが０°より大きく１°未満なものとする必要がある。
　さらには、この外周領域１１は、その水平幅が単結晶基板２の直径の３．３％以上となっている。従来品では、外周領域１１の水平幅は１％程度で、単結晶基板２と外周領域１１とが重なる範囲が狭く、そのために、単結晶基板２の裏面の外周側で、局所的に厚いデポが発生してしまい、エピタキシャル基板の外周部のフラットネスに悪影響を与えていた。
　しかしながら、本発明のように、水平幅の範囲が従来品に比べて拡大されたものであれば、単結晶基板２と外周領域１１とが重なる範囲が拡大されており、単結晶基板２の裏面でのデポを単結晶基板２のより中央側から徐々に連続的に発生させることができるため（図１（Ｂ）参照）、従来のように局所的な著しく厚いデポも発生せず、外周側において急激な厚さ変化が生じることもない。
　上記外周領域１１の水平幅は単結晶基板２の直径の３．３％以上であれば良く、中央領域が確保できるのであれば、その上限等は限定されないが、特には、５．５％以上７％未満であるのが好ましい。水平幅がこのような範囲であれば、極めて効果的に、単結晶基板の外周側の局所的なデポを抑制することができるとともに、中央領域１２の範囲も十分に確保することが可能である。中央領域１２の範囲が十分に確保できるのであれば、貫通孔１４による効果と合わせて、単結晶基板２の裏面の広い範囲にわたって、自然酸化膜の除去、さらにはハローの形成を防止することが可能になる。
　また、特には、水平方向において、中央領域１２から外周領域１１で支持された単結晶基板２の最外周部までの範囲に対応する外周領域１１の水平幅が、単結晶基板２の直径の３．３％以上、さらには５．５％以上７％以下の幅を有するものが好ましい。このようなものであれば、単結晶基板２と外周領域１１が重なる範囲を従来に比べてより確実に拡大することができ、局所的なデポの抑制を一層確かなものとすることができる。
　なお、外周領域１１の外縁と支持された単結晶基板２の最外周部との間隔（あそび）は、通常、極わずかである。一般に、生産性等の面から、現実的には、サセプタのザグリが処理する単結晶基板２のサイズに適合したものが用いられる。
　また、外周領域１１と中央領域１２の境界について述べると、図１（Ｂ）に示すように、外周領域の内縁１５と前記中央領域の外縁１６の深さが一致しているか、あるいは、図１（Ｃ）に示すように外周領域の内縁１５から前記中央領域の外縁１６に向かって深さが増すように０．０５ｍｍ未満の高さの段差１３が形成されているものが好ましい。すなわち、外周領域１１から中央領域１２にかけての深さ方向の変化が０．０５ｍｍ未満に抑えられているものが良い。
　本発明のように外周領域１１の傾斜角が１°未満の場合、上記外周領域１１から中央領域１２にかけての深さ方向の変化を０．０５ｍｍ未満に抑えたものとすることで、エピタキシャル成長時に、単結晶基板２の裏面の、ザグリ１０の外周領域１１と中央領域１２の境界に相当する部分に変位が生じてナノトポロジーの悪化が生じるのを効果的に防ぐことができる。
　なお、図１（Ｃ）のように、外周領域の内縁１５から前記中央領域の外縁１６に向かって深さが増すように０．０５ｍｍ未満の高さの段差１３が形成されているものであれば、単結晶基板２の裏面から、中央領域１２の貫通孔１４を比較的距離をおくことができ、単結晶基板２の裏面に、貫通孔１４に対応した転写が形成されることを効果的に防ぐことが可能である。
　また、本発明のサセプタ６は種々の単結晶基板２に対応したものとすることができ、例えば、そのサセプタ６自身の大きさは支持する単結晶基板２の大きさに合わせたものとすることができる。当然、直径３００ｍｍ以上の単結晶基板に対応させたものとすることも可能であり、近年の需要に応えて、直径が大きなエピタキシャル基板を製造するためのものとできる。
　その他、サセプタ６自身の材質等は特に限定されることもなく、これも支持する単結晶基板等によって、適切なものからなるものとすることができる。例えば、グラファイト基材にＳｉＣコートしたものが挙げられる。
　そして、以上のような本発明のサセプタ６を用いて単結晶基板２を支持し、エピタキシャル成長を行うときは、例えば図３に示すような枚葉式エピタキシャル成長装置１に配設して行うことができる。
　このエピタキシャル成長装置１においては、本発明のサセプタ６以外の反応室３、ガス導入口４、ガス排出口５、上壁７、加熱手段８、支持軸９等は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができる。また、エピタキシャル成長を施すための手順自体は、従来と同様の方法で行うことができる。
　
　以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例）
　本発明のサセプタを備えた図３の枚葉式のエピタキシャル成長装置を用い、単結晶基板にエピタキシャル成長を施した後、得られたエピタキシャル基板の裏面のデポ層について評価を行った。
　単結晶基板として直径３００ｍｍのシリコン単結晶基板を用意し、原料ガスにトリクロロシラン、キャリアガスに水素ガスを用いた。
　サセプタとしては、中央領域は曲面からなる段差がない凹形状の全面にわたって貫通孔が複数形成されたものであり、外周領域の傾斜角が０．５°または０．７５°で、外周領域の水平幅が、用意したシリコン単結晶基板の直径の３．４％（外周領域の水平幅／シリコン単結晶基板の直径＝０．０３４）、５．７％（０．０５７）、６．７％（０．０６７）のいずれかのものを用意した。なお、サセプタの中央領域から、単結晶基板の最外周部までの範囲に対応する外周領域の水平幅は、それぞれ、単結晶基板の直径の３．１％、５．４％、６．４％であった。
　また、エピタキシャル基板の裏面でのデポ層の成長厚さの評価については、光学干渉式フラットネス測定器を用い、表面変位量を半径で二階微分したエッジ近傍曲率形状測定法（ＺＤＤと呼ばれる形状パラメータ）を適用した。ＺＤＤは動径の二階微分であるため、半径に対する加速度的な裏面変位量変化を表している。
　サセプタ形状と、得られた裏面ＺＤＤ値との関係を図４に示す。なお、図４の裏面ＺＤＤ値は、中心から半径方向に１４８ｍｍの位置における値の一例である。
　このように、いずれも０ｎｍ／ｍｍ２から－５ｎｍ／ｍｍ２の範囲内に抑えられている。後述する比較例に比べて裏面ＺＤＤ値の絶対値が小さく、上記測定箇所において、シリコンのデポ層が急激に成長するのを著しく抑制できていることが分かる。
　また、特に、傾斜角が０．５°で、水平幅が５．７％、６．７％の場合に裏面ＺＤＤ値が０であり、裏面外周側の局所的な急激なシリコンのデポを防ぐにあたって特に優れていることが分かる。
　さらに、図５に基板の中心から半径方向に１２０ｍｍよりも外側の部分と、裏面ＺＤＤ値との関係の一例を示す。これは、外周領域の傾斜角０．５°、水平幅が５．７％のサセプタを用いた場合である。この図より、基板の半径方向におけるデポの度合いの大小が読み取れる。
　図５において、横軸は基板半径（ｍｍ）であり、縦軸はエピタキシャル基板裏面のＺＤＤ（ｎｍ／ｍｍ２）である。縦軸の裏面ＺＤＤは、上記のように、表面変位量を半径で二階微分したものに相当し、変位量の加速度的な変化を表している。この図５は裏面に関するものなので、＋方向は基板の表側に向かった変位を表し、－方向は基板の裏側に向かった変位を表している。
　従来のサセプタを用いた場合に急激に厚くデポが生じる半径１４５～１４８ｍｍの範囲であっても、裏面ＺＤＤ値の変動は小さく、局所的な著しいデポ層の厚さの増加は見られなかった。
　さらに、中心から半径方向に１４８ｍｍの位置において、円周方向に裏面ＺＤＤ値を基板の全周にわたって測定した結果を図６に示す。
　このように、基板の裏面の全周にわたって裏面ＺＤＤ値が急激に大きく変動している箇所は見られない。すなわち、基板の裏面の全周にわたって、デポ層が局所的に厚く積層されることはなく、均一な変位量を持った裏面が得られた。
　図５、６のこれらの傾向は、傾斜角、水平幅が異なる他の本発明のサセプタを用いた場合においても同様であった。
　
（比較例）
　本発明とは外周領域の傾斜角と水平幅が異なるサセプタを備えた枚葉式エピタキシャル成長装置を用い、実施例と同様のシリコン単結晶基板にエピタキシャル成長を施した。サセプタ以外の操業条件は実施例と同様である。
　なお、図４に示すように、外周領域の傾斜角を０．５～４°、水平幅を１．１～６．７％（サセプタの中央領域から、単結晶基板の最外周部までの範囲に対応する外周領域の水平幅では、０．８～６．４％）の範囲で組み合わせて行った。ただし、当然本発明の範囲における組み合わせは除いている。
　また、裏面のデポ層についての調査も実施例と同様にして行った。
　サセプタ形状と、得られた裏面ＺＤＤ値との関係を、実施例と同様に図４に示す。
　図４に示すように、いずれも－９ｎｍ／ｍｍ２以下となっており、実施例と比べて裏面ＺＤＤ値の絶対値が大きく、その測定箇所でデポが急激に成長していることが分かる。これは、以下に示す図７、８からも、基板の外周側で局所的にデポ層が成長していることがよく分かる。
　図７は、傾斜角１°、水平幅が１．１％の場合においての、基板の中心から半径方向において１２０ｍｍよりも外側の部分と、裏面ＺＤＤ値との関係の一例を示すグラフである。また、図８は、中心から半径方向に１４８ｍｍの位置において、円周方向に裏面ＺＤＤ値を基板の全周にわたって測定した結果である。
　図７に示すように、基板の外周側（１４８ｍｍ付近）において、局所的に裏面ＺＤＤ値が大きく変化、すなわち、急激にデポ層が厚く成長してしまっていることが分かる。
　さらには図８に示すように、円周方向において裏面ＺＤＤ値に大きな変動が見られ、不均一な厚さでデポ層が積層されてしまっていることが分かる。このように不均一にシリコンのデポが行われると、当然基板の外周部のフラットネスが悪化する。
　
　以上のように、実施例および比較例から分かるように、本発明のエピタキシャル成長用サセプタであれば、エピタキシャル成長する単結晶基板の裏面の外周側において、局所的な著しいシリコンのデポを防止することが可能になる。したがって外周部のフラットネスが良好なエピタキシャル基板を得ることができる。
　
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (7)

  1. 　エピタキシャル成長装置において単結晶基板を水平に支持するためのザグリを有するエピタキシャル成長用サセプタであって、
    　前記ザグリは、前記単結晶基板が当接して支持される外周領域と、
    　該外周領域に囲まれており、前記単結晶基板と接触しない中央領域を有しており、
    　前記ザグリの中央領域には、前記エピタキシャル成長用サセプタを貫通する１つ以上の貫通孔が形成されており、
    　前記ザグリの外周領域は、０°より大きく１°未満の範囲の傾斜角で、前記中央領域に向かって深さが増すように傾斜しているテーパ形状であり、かつ、前記支持される単結晶基板の直径の３．３％以上の水平幅を有するものであることを特徴とするエピタキシャル成長用サセプタ。
    　
  2. 　前記中央領域から前記外周領域に支持された前記単結晶基板の最外周部までの範囲に対応する外周領域の水平幅が、前記単結晶基板の直径の３．３％以上であることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
    　
  3. 　前記ザグリの中央領域は、曲面からなる凹形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
    　
  4. 　前記ザグリの外周領域の水平幅は、前記支持される単結晶基板の直径の５．５％以上７％以下であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
    　
  5. 　前記中央領域から前記外周領域に支持された前記単結晶基板の最外周部までの範囲に対応する外周領域の水平幅が、前記単結晶基板の直径の５．５％以上７％以下であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
    　
  6. 　前記エピタキシャル成長用サセプタは、直径３００ｍｍ以上の単結晶基板用のものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
    　
  7. 　前記ザグリにおいて、前記外周領域の内縁と前記中央領域の外縁の深さが一致しているか、または、前記外周領域の内縁から前記中央領域の外縁に向かって深さが増すように０．０５ｍｍ未満の高さの段差が形成されているものであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエピタキシャル成長用サセプタ。
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