WO2016088671A1 - ウェハ支持台、化学気相成長装置、エピタキシャルウェハおよびその製造方法 - Google Patents

ウェハ支持台、化学気相成長装置、エピタキシャルウェハおよびその製造方法 Download PDF

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epitaxial film
epitaxial
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大祐 武藤
潤 乘松
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    • H01L21/02634—Homoepitaxy

Definitions

  • the present invention relates to a wafer support, a chemical vapor deposition apparatus, an epitaxial wafer, and a manufacturing method thereof.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-243939 filed in Japan on December 2, 2014 and Japanese Patent Application No. 2014-257833 filed in Japan on December 19, 2014, The contents are incorporated here.
  • various film forming methods such as a sputtering method, a vacuum deposition method, and a chemical vapor deposition (CVD) method are generally used.
  • a chemical vapor deposition method is generally used as a film forming method.
  • a SiC epitaxial wafer uses a SiC single crystal substrate processed from a SiC bulk single crystal produced by a sublimation method or the like as a substrate on which a SiC epitaxial film is formed.
  • a chemical vapor deposition method CVD is formed thereon.
  • CVD chemical vapor deposition method
  • edge exclusion invalid area around the semiconductor wafer, usually the edge
  • the effective area ratio of the chip can be increased and the yield of the semiconductor chip can be improved. For this reason, in recent years, it has been required to further reduce the width of edge exclusion.
  • the epicrown is required to be removed because it may break during transportation and damage the epitaxial surface of the wafer or cause cracks during processing.
  • the removal of the crown is performed by removing the outer peripheral portion of the wafer in advance in accordance with the growth of the epicrown so that the outer peripheral portion of the epitaxial wafer does not become thick (for example, Patent Document 1). It has been broken. Further, the formed epicrown is removed after epitaxial growth (for example, Patent Document 2).
  • a wafer (substrate) on which an epitaxial film is grown is usually provided in a susceptor (substrate support member) provided with a recess (such as a counterbore).
  • a susceptor substrate support member
  • a recess such as a counterbore
  • the outer peripheral portion is removed in accordance with the thickness of the epitaxial film to be formed and the thickness of the epicrown formed at that time. Therefore, it becomes a dedicated wafer for forming an epitaxial film having a specific thickness.
  • it is common to change the epitaxial film to be grown depending on the application and conditions, and using a wafer dedicated to specific film formation conditions significantly deteriorates the production efficiency.
  • the manufacture of the SiC epitaxial wafer is performed so as to pass over the SiC substrate from the outside of the outer peripheral edge of the SiC substrate using a Si atom-containing gas such as SiH 4 and a C-containing source gas such as C 3 H 8 as process gases. Gas is being supplied to.
  • the epitaxial film is grown by depositing an epitaxial material on the substrate while maintaining the SiC single crystal substrate at a high temperature by the heating means.
  • the carrier concentration becomes too high in the outer peripheral portion of the SiC epitaxial film, that is, near the edge, and the variation of the carrier concentration in the surface of the SiC epitaxial film becomes large. was there.
  • the decomposition of C 3 H 8 containing carbon is not sufficiently advanced in the vicinity of the outer peripheral portion of the SiC substrate on the upstream side of the gas flow.
  • the carbon contained in the growth film is reduced.
  • the decomposition of C 3 H 8 containing carbon proceeds sufficiently, so that the carbon ratio increases relatively as compared with the vicinity of the outer peripheral portion.
  • the C / Si ratio of the raw material gas to be supplied is set on the assumption that propane (C 3 H 8 ) and silane-based gas (SiH 4 ) are sufficiently decomposed.
  • the C / Si ratio is relatively low in the outer peripheral portion of the SiC epitaxial film. That is, in the vicinity of the center of the substrate where the decomposition has progressed sufficiently, the carrier concentration in the plane of the SiC epitaxial film is appropriately controlled, while the C / Si ratio is lowered at the outer peripheral portion, and the carrier concentration is increased. is there.
  • the carrier concentration increases in the outer peripheral portion because the C / Si ratio is low in the outer peripheral portion.
  • N is generally used as a carrier, but this N is selectively introduced into a site occupied by carbon atoms.
  • the C / Si ratio is low, the amount of carbon in the source gas is relatively low, so that N serving as a carrier easily enters a site occupied by carbon in the epitaxially grown SiC film. That is, the uptake of N as a carrier increases and the carrier concentration increases. Therefore, in the conventional method, there is a problem that the carrier concentration in the outer peripheral portion of the SiC epitaxial film becomes high and the variation becomes large.
  • the carrier concentration becomes low.
  • the C / Si ratio in the outer peripheral portion of the SiC epitaxial film is increased. Can be considered.
  • the C / Si ratio at the center varies, and the carrier concentration difference between the wafer center and the outer periphery cannot be suppressed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and a support base capable of efficiently and sufficiently reducing the epicrown and making the carrier concentration in the wafer surface uniform, and a manufacture including the same.
  • An object is to provide an apparatus and a manufacturing method. It is another object of the present invention to provide an epitaxial wafer having a high effective area ratio in which the epicrown is sufficiently reduced and chips can be taken.
  • the “wafer main surface” means a flat surface on which an epitaxial film is formed.
  • the inclined surface of the chamfered portion is not called the main surface.
  • the main surface of the wafer on which the epitaxial film is grown and the wafer support formed around the epitaxial film do not disturb the laminar flow supplied into the reaction space, so that no step is generated as much as possible. It was common.
  • the wafer support of the present invention is a wafer support used in a chemical vapor deposition apparatus for growing an epitaxial film on the main surface of the wafer by chemical vapor deposition, and the wafer support is
  • the wafer has a wafer placement surface on which the substrate is placed and a wafer support portion that stands up so as to surround the periphery of the wafer to be placed.
  • the height from the part far from the placement surface to the main surface of the wafer placed on the wafer placement surface is 1 mm or more.
  • the wafer support portion may include the same material as the epitaxial film formed on the main surface of the wafer.
  • At least a part of the wafer support part may be made of a material containing a part of the constituent elements of the epitaxial film.
  • the wafer is a SiC single crystal substrate
  • the epitaxial film is a SiC epitaxial film
  • at least a part of the wafer support portion is made of graphite.
  • the wafer support portion is made of graphite, and a coating layer is formed on at least a part of the wafer support base portion and is not covered with the coating layer. The graphite is exposed in the portion.
  • a chemical vapor deposition apparatus of the present invention has the wafer support according to any one of (1) to (5) above.
  • the flow rate of gas supplied to the main surface of the wafer placed on the wafer support is 0.1 m / s to 10 m / s. It may be.
  • the growth pressure when growing the epitaxial film can be 25 kPa or less, and the growth temperature is 1400 ° C. or more. It may be possible.
  • a manufacturing method of the present invention is a manufacturing method of a SiC epitaxial wafer in which a SiC epitaxial film is grown on a main surface of a SiC substrate by a chemical vapor deposition method, and includes a mounting plate having a concave housing portion;
  • the chemical vapor deposition apparatus manufactured a SiC epitaxial wafer provided with the wafer support table according to any one of (1) to (5) above, wherein the chemical vapor deposition apparatus is disposed in the concave accommodating portion and on which an SiC substrate is placed.
  • an SiC epitaxial film is formed on the SiC substrate while generating a flow of a source gas that reaches the main surface of the SiC substrate after overcoming the wafer support.
  • the flow rate of the gas supplied to the main surface of the SiC substrate placed on the wafer support is preferably 0.1 m / s to 10 m / s.
  • An epitaxial wafer of the present invention is an epitaxial wafer produced by the chemical vapor deposition apparatus according to any one of (6) to (11) above, and an epitaxial film is formed on the main surface of the wafer. And the height of the epitaxial film formed on the wafer peripheral portion of the epitaxial film with respect to the level surface of the epitaxial film is within 30% of the film thickness of the epitaxial film in the center of the wafer.
  • the film thickness of the epitaxial film in the center of the wafer may be 30 ⁇ m or more.
  • the epitaxial film may be made of silicon carbide.
  • the height from the portion farthest from the wafer placement surface on the upper surface on the reaction space side of the wafer support portion to the main surface of the wafer placed on the wafer placement surface is 1 mm or more. . Therefore, it is possible to inhibit the source gas from being supplied to the outer peripheral portion of the wafer, suppress the growth of the epicrown, and obtain an epitaxial wafer having a small effective area with a small edge exclusion width.
  • the wafer support base since at least a part of the wafer support base includes a part of the constituent elements of the epitaxial film, elements necessary for the growth of the epitaxial film can be replenished from the wafer support part, and the carrier concentration varies in the in-plane direction. It is possible to provide an epitaxial wafer including an epitaxial film that suppresses the above.
  • the chemical vapor deposition apparatus of the present invention has the wafer support portion described above. Therefore, the epicrown can be efficiently and sufficiently reduced by using this chemical vapor deposition apparatus.
  • the epitaxial wafer of the present invention has an epitaxial film on the main surface of the wafer, and the height of the epitaxial crown formed on the peripheral portion of the epitaxial film with respect to the level surface is 30 with respect to the film thickness of the epitaxial film at the center of the wafer. %. Therefore, the width of the edge exclusion can be further reduced, and an epitaxial wafer with a high effective area ratio where chips can be taken can be realized.
  • the above-described wafer support portion is provided. Therefore, by using the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention, the epicrown can be efficiently and sufficiently reduced, and the SiC epitaxial wafer having a large effective area with a small edge exclusion width is obtained. A SiC epitaxial wafer having a uniform carrier concentration can be obtained.
  • FIG. 3 is a schematic view in plan view of a mounting plate of a chemical vapor deposition apparatus having a wafer support according to first to third embodiments of the present invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 1st Embodiment of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 2nd Embodiment of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the A-A ′ plane (FIG.
  • FIG. 9 is a schematic view in plan view of a mounting plate of a chemical vapor deposition apparatus (SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus) having a wafer support according to fourth to ninth embodiments of the present invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 4th Embodiment of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 5th Embodiment of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 6th Embodiment of this invention. It is a cross-sectional schematic diagram which shows the wafer support stand concerning 7th Embodiment of this invention.
  • SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus SiC epitaxial wafer manufacturing apparatus
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an arbitrary cross section passing through the wafer center of an epitaxial wafer produced by a chemical vapor deposition apparatus having a wafer support according to the first to ninth embodiments of the present invention.
  • wafer may refer to a single crystal substrate wafer before epitaxial growth or a wafer having an epitaxial film. Also, a wafer in the middle of epitaxial growth may be described as a “wafer”. In particular, when distinguishing wafers after epitaxial growth, they are described as “epitaxial wafers”.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a cross section of a chemical vapor deposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the chemical vapor deposition apparatus 100 deposits a layer on the surface of a heated wafer W while supplying a source gas G into a chamber (film formation chamber) that can be evacuated under reduced pressure, for example. Grow.
  • silane (SiH 4 ), dichlorosilane (SiCl 2 H 2 ), trichlorosilane (SiCl 3 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ) or the like is used as the source gas G for the source gas G.
  • Propane (C 3 H 8 ), ethane (C 2 H 6 ), ethylene (C 2 H 4 ), or the like can be used as the carbon (C) source.
  • a carrier gas containing hydrogen (H 2 ) or the like can be used.
  • This chemical vapor deposition apparatus 100 has a mounting plate 10 on which a plurality of wafers W are placed inside a chamber and an upper surface of the mounting plate 10 so as to form a reaction space K between the mounting plate 10. There are provided a ceiling (top plate) 50 disposed opposite to each other, and a peripheral wall 60 disposed outside the mounting plate 10 and the ceiling 50 so as to surround the periphery of the reaction space K. In this example, a plurality of wafer support tables 20 are installed on the upper surface side of the mounting plate 10 as will be described later. An induction coil (heating means) 70 is provided around the mounting plate 10 and the ceiling 50 so as to surround them.
  • the mounting plate 10 and the ceiling 50 are heated by high frequency induction heating.
  • the wafer W placed on the wafer support table 20 can be heated by radiation from the mounting plate 10 and the ceiling 50, heat conduction from the wafer support table 20, or the like.
  • the heating means is not limited to the configuration disposed on the lower surface side of the mounting plate 10 (the turntable 13) and the upper surface side of the ceiling 50, and may be configured to be disposed only on either one of these. is there. Further, not only high-frequency induction heating but also resistance heating or the like may be used.
  • a gas introduction pipe 30 is provided so as to vertically penetrate the center portion of the ceiling 50, and the raw material gas G released from the gas introduction pipe 30 is caused to flow radially on the wafer W from the inside to the outside of the reaction space K.
  • the source gas G in parallel to the in-plane of the wafer W.
  • the gas that is no longer necessary in the chamber can be discharged out of the chamber through an exhaust port provided outside the peripheral wall 60.
  • the mounting plate 10 employs a so-called planetary (self-revolving) system, and a rotating shaft 12 is connected to the center of the bottom of the mounting plate 10.
  • a rotating shaft 12 is rotationally driven by a drive motor (not shown)
  • the mounting plate 10 is rotationally driven around its central axis.
  • the mounting plate 10 has a circular shape in plan view and is provided with a plurality of concave accommodating portions 11 arranged at equal intervals in the circumferential direction (rotational direction) of the turntable 12.
  • FIG. 2 is a schematic view in plan view of the mounting plate 10 of the chemical vapor deposition apparatus 100. The case where the six concave accommodating parts 11 are provided along with equal intervals is illustrated.
  • the wafer support 20 according to the first to third embodiments of the present invention is accommodated in the concave accommodating portion 11 of the mounting plate 10 as shown in FIG. 2, and the wafer W can be placed on the upper surface.
  • the wafer support 20 is accommodated only in the two concave accommodating portions 11 of the mounting plate 10 for simplicity, but the configuration is not limited thereto.
  • the wafer support table 20 is driven to rotate around the central axis when a driving gas different from the source gas G is supplied between the lower surface of the wafer support table 20 and the concave accommodating portion 11. (Not shown). Thereby, film formation can be performed evenly on the wafer W placed on the wafer support 20.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the AA ′ plane (FIG. 2) of the wafer support according to the first embodiment of the present invention.
  • the wafer support 20 has a wafer placement surface 21a on which the substrate is placed, and a wafer support 22 that stands up so as to surround the periphery of the wafer to be placed.
  • the height h from the portion farthest from the wafer placement surface 21a on the upper surface 22a on the reaction space K side of the wafer support portion 22 to the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer placement surface 21a is 1 mm or more. Moreover, it is preferable that it is 1.5 mm or more, and it is more preferable that it is 2 mm or more.
  • the height h from the portion farthest from the wafer mounting surface on the upper surface 22a on the reaction space K side of the wafer support 22 to the main surface Wa of the wafer W mounted on the wafer mounting surface 21a is 1 mm or more, It is possible to inhibit the source gas from being supplied to the outer peripheral portion of the wafer and to suppress the growth of the epicrown.
  • the ratio of the crown height to the epi layer thickness can be reduced as the height h is greater than 1 mm. If it exceeds 5 mm, the laminar flow of the gas supplied into the chemical vapor deposition apparatus is disturbed, which is not preferable.
  • the portion farthest from the wafer placement surface on the upper surface on the reaction space side means the portion of the wafer support portion that is farthest from the wafer placement surface in the vertical direction.
  • the wafer shown by “the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer placement surface 21a from the portion farthest from the wafer placement surface on the upper surface 22a on the reaction space K side” is a single crystal substrate. The main surface. Since the thickness of the single crystal substrate is constant and the main surface is flat, it can be clearly defined. On the other hand, epitaxial growth basically grows while maintaining surface uniformity below a certain value.
  • the epitaxial film to be grown is thinner than the thickness of the single crystal substrate, the epitaxial film may be regarded as the main surface of the epitaxial wafer during and after the growth.
  • the distance between the main surface of the epitaxial wafer surface on which the target epitaxial film is formed and the uppermost surface on the reaction space side of the wafer support portion farthest from the wafer mounting surface may be 1 mm or more.
  • any point on the upper surface 22a is the portion farthest from the wafer placement surface.
  • the term “height” used herein means the length of a perpendicular line extending from the portion of the upper surface on the reaction space side that is farthest from the wafer placement surface onto the extended line of the wafer placement surface.
  • the epicrown is a portion where the film thickness of the epitaxial film formed on the periphery of the epitaxial film grown on the epitaxial substrate is thick.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the AA ′ plane (FIG. 2) of the wafer support according to the second embodiment of the present invention.
  • the cross-sectional shape on the AA ′ plane (see FIG. 2) of the wafer support 22 does not have to be a quadrangle as shown in FIG. 3, but may be a triangle as shown in FIG.
  • the portion farthest from the wafer placement surface on the upper surface on the reaction space side means the vertex farthest from the triangular wafer placement surface 21 a in the vertical direction. .
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the A-A ′ plane (FIG. 2) of the wafer support according to the third embodiment of the present invention.
  • the wafer support portion does not need to be formed integrally with the wafer support base 20, and may be formed of a separate member as shown in FIG. Specifically, by placing a ring-shaped member 23 on the wafer support 20, the wafer W may be prevented from moving left and right due to rotation. That is, the ring-shaped member 23 becomes a wafer support portion.
  • the wafer support 22 preferably includes the same material as the epitaxial film formed on the main surface of the wafer W. It is more preferable that the growth space K side of the wafer support portion 22 is made of the same material as the epitaxial film. If the wafer support part 22 contains the same material as the epitaxial film formed on the main surface of the wafer W, even if a part of the wafer support part 22 sublimates, it is formed on the main surface of the wafer W. The influence on the epitaxial film can be suppressed. In the case of epitaxial growth, a reaction occurs in a portion other than on the wafer W, and deposits are deposited.
  • the thermal expansion coefficients of the wafer support member and the wafer W are close, and the material of the wafer support portion 22 includes the same material as the epitaxial film. It is desirable that
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the AA ′ plane (FIG. 2) including the mounting plate around the wafer support base according to the first embodiment of the present invention.
  • the height H from the highest point of the upper surface 22a on the reaction space K side of the wafer support 22 to the upper surface 10a on the reaction space K side of the mounting plate 10 is not less than ⁇ 1 mm and not more than 5 mm. Preferably, it is 0 mm or more and 2 mm or less. If the height exceeds 5 mm, the laminar flow of the gas supplied from the plane parallel to the mounting plate 10 is disturbed by the step, making it difficult to grow a homogeneous epitaxial film.
  • H is ⁇ 1 mm, that is, when the wafer support member is lower than the upper surface 10a on the reaction space K side by about 1 mm or less, the laminar flow of the gas itself is not greatly affected, but when it is smaller than ⁇ 1 mm, it is formed. This is not preferable because the gas flow is disturbed and the turbulent flow is likely to be generated.
  • the growth pressure is preferably 5 kPa to 25 kPa, and the growth temperature is preferably 1400 ° C. to 1700 ° C.
  • An epitaxially grown film with good crystallinity can be obtained.
  • the flow rate of the gas supplied to the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer support 20 is preferably 0.1 m / s to 10 m / s, and preferably 0.2 m / s to 5 m / s.
  • the flow rate of the gas supplied to the main surface Wa of the wafer W is more than 10 m / s, turbulent flow is likely to occur even with a slight level difference. That is, if the level difference between the upper surface 22a of the wafer support 22 and the main surface Wa of the wafer W is large, turbulent flow is likely to occur. Further, if the flow rate of the gas supplied to the main surface Wa of the wafer W is less than 0.1 m / s, it is desirable that the gas reacts on the wafer W and epitaxial growth is originally performed. A reaction occurs before it reaches, and deposits adhere to parts other than the wafer. These deposits cause particles by peeling.
  • the gas flow rate can be obtained by dividing the volume per unit time of the gas flowing during epitaxial growth under a predetermined epi condition (temperature, pressure) by the area of the cross section in which the gas flows.
  • the gas since the height of the space through which the gas flows is low and constant, the gas flows by multiplying the circumference of the constant distance from the center by the height of the space through which the gas flows.
  • the area of the cross section can be obtained.
  • the gas flows radially from the center and flows, so that the flow rate of the gas slows away from the distance from the center. In this case, it is desirable that the flow velocity in the radius range corresponding to the position of the wafer W is in the above-described gas flow velocity range. If the gas flow is more complicated, the gas flow rate above the wafer may be obtained by simulation.
  • the distance between the wafer support 22 and the outer periphery of the wafer W is preferably small. If there is a space between the wafer support portion 22 and the outer peripheral portion of the wafer W, the gas flow is disturbed in that portion, and the epicrown is likely to grow. Further, since the wafer W is set inside the wafer support portion 22 and needs to be taken out after the growth is completed, it is necessary to provide a minimum clearance.
  • the distance between the wafer support portion 22 and the outer peripheral portion of the wafer W is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less.
  • the wafer W may be provided with an orientation flat (hereinafter referred to as “OF”).
  • OF orientation flat
  • the distance between the OF and the wafer support portion 22 becomes large.
  • the epi-crown of the OF portion at the wafer end becomes large. Since the vicinity of the OF is removed with a certain width in manufacturing the device, the influence on the product quality of the crown is substantially small.
  • the distance between the wafer support portion 22 and the outer peripheral portion of the OF portion of the wafer W is 0.1 mm to 0.5 mm.
  • the wafer support portion 22 is arranged so as to follow along the periphery of the wafer W.
  • the wafer support 22 is preferably formed so as to follow the shape of the OF.
  • the portion of the wafer W where the OF is formed (hereinafter referred to as “OF portion”) has an outer peripheral portion of the wafer W on which the epicrown grows on the inner side when viewed in plan. If the wafer support portion 22 is formed in a circular shape without following the shape of the OF, there is a distance between the OF portion and the wafer support portion 22 in a plan view, and it becomes difficult to obtain a sufficient shielding effect by the wafer support portion 22.
  • the wafer support portion 22 By disposing the wafer support portion 22 so as to follow the periphery of the wafer W, the interval between the wafer support portion 22 and the outer peripheral portion of the wafer W including the OF portion can be set to a certain value or less. Thereby, an epitaxial wafer in which the crown height is suppressed over the entire periphery of the peripheral portion of the wafer can be obtained. Further, if there is a portion on the wafer placement surface 21a that is not covered by the wafer W, crystals are also deposited on that portion. This deposit may cause the wafer W to float with respect to the mounting surface. Therefore, the wafer support portion 22 is arranged so as to follow along the periphery of the wafer W, thereby preventing unnecessary crystals from being deposited on the mounting surface outside the OF.
  • the wafer support 20 according to the fourth to ninth embodiments of the present invention is accommodated in the concave accommodating portion 11 of the mounting plate 10 as shown in FIG. 7, and the wafer W can be placed on the upper surface.
  • FIG. 7 shows a state in which the wafer support 20 is accommodated only in the two concave accommodating portions 11 of the mounting plate 10 for simplification, the configuration is not limited thereto.
  • the wafer support table 20 is rotationally driven around the central axis of the wafer support table 20 when a driving gas different from the source gas G is supplied between the lower surface of the wafer support table 20 and the concave accommodating portion 11. (Not shown). Thereby, since each wafer support stand 20 is rotated separately from the rotation of the mounting plate 10, film formation can be performed uniformly on the wafer W placed on the wafer support stand 20.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the wafer support base BB ′ surface (FIG. 7) according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the wafer support 20 of this embodiment includes a disk-shaped wafer mounting unit 21 on which a substrate is mounted on an upper surface 21a, and a ring-shaped wafer support unit that stands up so as to surround the wafer W to be mounted. 22.
  • the wafer mounting portion 21 is formed with a peripheral step portion 21b on the peripheral upper surface side, and a ring-shaped wafer support portion 22 is inserted into the peripheral step portion 21b, and the wafer mounting portion 21 and the wafer support portion are integrated. 22 are both accommodated in the concave accommodating portion 11.
  • the wafer mounting portion 21 may employ a structure in which the outer peripheral surface of a disk made of graphite is covered with a TaC or SiC film.
  • the wafer support portion 22 is made of graphite as an example.
  • a height h from the portion farthest from the wafer placement surface 21a to the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer placement surface 21a on the upper surface 22a on the reaction space K side of the wafer support portion 22 is 1 mm or more.
  • the height h is preferably 1.5 mm or more, and more preferably 2 mm or more.
  • the height h is preferably 5 mm or less. If the height h from the portion farthest from the wafer placement surface 21a on the upper surface 22a on the reaction space K side of the wafer support portion 22 to the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer placement surface 21a is 1 mm or more.
  • the source gas can be suppressed from being supplied to the outer peripheral portion of the wafer, and the epicrown can be prevented from growing.
  • the ratio of the crown height to the epi layer thickness can be reduced as the height h is greater than 1 mm. Further, if the height h is more than 5 mm, the laminar flow of the gas supplied into the chemical vapor deposition apparatus is disturbed, which is not preferable.
  • the portion farthest from the wafer placement surface on the upper surface on the reaction space side means the portion of the wafer support portion that is farthest from the wafer placement surface in the vertical direction.
  • the wafer shown by “the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer placement surface 21 from the portion farthest from the wafer placement surface on the upper surface 22a on the reaction space K side” is basically a single crystal substrate.
  • epitaxial growth basically grows while maintaining surface uniformity below a certain value. Further, since the epitaxial film to be grown is thinner than the thickness of the single crystal substrate, the epitaxial film may be regarded as the main surface of the epitaxial wafer during and after the growth. In other words, the distance between the main surface of the epitaxial wafer surface on which the target epitaxial film is formed and the uppermost surface on the reaction space side of the wafer support portion farthest from the wafer mounting surface may be 1 mm or more.
  • any point on the upper surface 22a is the portion farthest from the wafer placement surface.
  • the term “height” used herein means the length of a perpendicular line extending from the portion of the upper surface on the reaction space side that is farthest from the wafer placement surface onto the extended line of the wafer placement surface.
  • the epicrown is a portion where the film thickness of the epitaxial film formed on the periphery of the epitaxial film grown on the epitaxial substrate is thick.
  • the wafer support portion 22 is drawn in a rectangular cross section, but it may be a triangular cross section.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the BB ′ plane (FIG. 7) including the mounting plates around the wafer support base according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the height H from the highest point of the upper surface 22a on the reaction space K side of the wafer support 22 to the upper surface 10A on the reaction space K side of the mounting plate 10 is not less than ⁇ 1 mm and not more than 5 mm. Preferably, it is 0 mm or more and 2 mm or less. If the height exceeds 5 mm, the laminar flow of the gas supplied from the plane parallel to the mounting plate 10 is disturbed by the step, making it difficult to grow a homogeneous epitaxial film.
  • the entire structure is made of graphite, and the entire surface of the graphite of the wafer support portion 22 is exposed.
  • the covering layer 22b may be formed on the peripheral edge, the lower surface, and the lower edge peripheral edge, respectively, and the upper surface side graphite of the wafer support portion 22 and the lower surface side graphite of the wafer support portion 22 may be partially covered.
  • a thin film of metal carbide such as TaC can be used as the coating layer.
  • the area where the graphite is exposed can be reduced, so that the carbon supply from the wafer support portion 22 during film formation depends on the size of the area covered by the coating layer 22b.
  • the amount can be adjusted to the desired amount.
  • the wafer support 22 preferably includes the same material as the epitaxial film formed on the main surface of the wafer W. If the wafer support part 22 contains the same material as the epitaxial film formed on the main surface of the wafer W, even if a part of the wafer support part 22 sublimates, it is formed on the main surface of the wafer W. The influence on the epitaxial film can be suppressed. In the case of epitaxial growth, a reaction occurs in a portion other than on the wafer W, and deposits are deposited. By including the same material as the epitaxial film as the material of the wafer support portion 22, it is possible to suppress the difference in thermal expansion coefficient that occurs at the interface between the deposit and the adherend surface and prevent the deposit from peeling off and forming particles. it can. As a wafer support part containing the same material as the epitaxial film, the upper surface side of the wafer support part can be made of SiC polycrystal.
  • the flow rate of the gas supplied to the main surface Wa of the wafer W placed on the wafer support 20 is preferably 0.1 m / s to 10 m / s, and preferably 0.2 m / s to 5 m / s. It is more preferable that If the flow rate of the gas supplied to the main surface Wa of the wafer W is more than 10 m / s, turbulent flow is likely to occur even with a slight level difference. That is, if the level difference between the upper surface 22a of the wafer support 22 and the main surface Wa of the wafer W is too large, turbulent flow is likely to occur.
  • the flow rate of the gas supplied to the main surface Wa of the wafer W is less than 0.1 m / s, it is desirable that the gas reacts on the wafer W and epitaxial growth is originally performed. A reaction occurs before it reaches, and deposits adhere to parts other than the wafer. These deposits cause particles by peeling.
  • the wafer support 22 is preferably arranged so as to follow along the periphery of the wafer W.
  • the wafer support portion 22 is preferably formed so as to follow the shape of the orientation flat.
  • a portion where the orientation flat of the wafer W is formed exists inside the outer peripheral portion of the wafer W on which the epicrown grows when viewed in plan. If the wafer support portion 22 is formed in a circular shape without following the orientation flat shape, there is a distance between the orientation flat portion and the wafer support portion 22 in a plan view, and it becomes difficult to obtain a sufficient shielding effect by the wafer support portion 22. .
  • the support portion 61 is a shielding plate support portion provided on the inner peripheral surface of the peripheral wall 60 over the entire circumference, and the outer peripheral portion of the ceiling 50 is placed on the shielding plate support portion.
  • the manufacturing apparatus 100 of this embodiment by supplying the source gas G from the source gas introduction pipe 30 downward, from the outside of the outer peripheral end of the wafer W placed on the wafer support 20, The source gas G is supplied so as to pass over the main surface Wa of the wafer W. Then, an epitaxial film is deposited by depositing an epitaxial material on the wafer W while maintaining the wafer W at a high temperature by an induction coil (heating means) 70 made of a high-frequency coil or the like. At this time, carbon (C) is generated from the wafer support portion 22 made of graphite with heating by the heating means, and on the upstream side in the gas flow of the raw material gas G, that is, on the F1 side of the arrow F shown in FIG. By supplying carbon toward, the C / Si ratio on the upstream (F1) side is increased.
  • the manufacturing apparatus 100 of the present embodiment by adopting the above-described configuration including the wafer support portion 22 made of graphite, carbon is directed toward the upstream (F1) side of the gas flow of the source gas G. By supplying, the C / Si ratio of the gas in the vicinity of the outer peripheral portion of the SiC epitaxial film can be increased, and the SiC epitaxial film can be grown.
  • the variation in the C / Si ratio in the plane of the SiC epitaxial film due to the difference in the decomposition rate of each component constituting the source gas G can be suppressed.
  • the variation in the carrier concentration of the SiC epitaxial film can be reduced.
  • the growth when it is on the center side has a larger contribution.
  • the wafer support 20 is rotating, it is averaged to some extent.
  • the wafer peripheral part is on the upstream side of the gas by comparing the center part and the outer peripheral part of the wafer. The carrier concentration distribution reflects this.
  • the wafer support 20 is not limited to the configuration shown in FIG. FIG. 9 shows a wafer support table according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the wafer support table 25 of this embodiment is the same as the wafer installation part 21 and the outer peripheral part 2 fitted in the previous embodiment. It consists of a heavy ring type wafer support 26.
  • the wafer support portion 26 includes a ring-shaped inner peripheral support member 26A provided on the inner peripheral side and a ring-shaped outer peripheral support member 26B provided on the outer peripheral side thereof.
  • the inner circumferential support member 26A and the outer circumferential support member 26B have the same height, and the above-described height h is defined by their upper surfaces 26a.
  • Support members 26A and 26B of the present embodiment are both made of graphite.
  • the graphite on the entire surface of the inner peripheral support member 26A is exposed, and the entire surface of the outer peripheral support member 26B is covered with a coating layer of SiC, TaC, or the like, and supplied from the wafer support 26 during film formation.
  • the amount of carbon to be changed can be changed from the case of the previous embodiment.
  • the entire surface of the inner peripheral support member 26A may be covered with a coating layer such as SiC or TaC, and the graphite of the entire outer peripheral support member 26B may be exposed. With this configuration, the amount of carbon supplied from the wafer support 26 during film formation can be changed from the previous structure.
  • FIG. 10 shows a wafer support table according to a sixth embodiment of the present invention.
  • a wafer support table 27 of this embodiment includes a wafer installation unit 21 and a multiple ring type wafer support unit 28 installed on the outer periphery thereof. Consists of.
  • the wafer support portion 28 is provided on the inner circumferential upper and lower sides of the ring, and the ring-shaped inner circumferential lower support member 28A, inner circumferential upper support member 28B and rings provided on the outer circumferential side thereof are made of graphite. And an outer peripheral support member 28C.
  • the inner peripheral lower support member 28A is covered with a TaC or SiC coating layer, and the graphite of the inner peripheral upper support member 28B is exposed entirely, so that carbon can be supplied only from the inner peripheral upper support member 28B.
  • It can be configured as follows. Further, for example, by covering the inner peripheral upper side support member 28B with a TaC or SiC coating layer and exposing the entire surface of the inner peripheral lower side support member 28A, carbon can be supplied only from the inner peripheral lower side support member 28A. Can be configured.
  • any one of the inner peripheral lower side support member 28A, the inner peripheral upper side support member 28B, and the outer peripheral side support member 28C may be covered with a coating layer, or any of them may be exposed. The amount of carbon supplied during film formation can be adjusted by changing the support member covered with the coating layer.
  • FIG. 11 shows a wafer support table according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the wafer support table 32 of this embodiment includes a wafer installation unit 21 and a ring-type wafer support unit 33 installed on the outer periphery thereof.
  • the wafer support portion 33 is entirely made of graphite, and a coating layer is formed on almost the entire surface thereof.
  • a coating layer removing portion such as a straight line shape, a horizontal line shape, a vertical line shape, or a dot line shape is formed on the inner surface of the wafer support portion 33.
  • a plurality of 33b are formed, and the graphite is partially exposed. With this structure, the amount of carbon supplied during film formation can be adjusted to a target value by adjusting the exposed portion of graphite.
  • FIG. 1 shows a wafer support table according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the wafer support table 34 of this embodiment is composed of a wafer installation unit 21 and a ring-type wafer support unit 35 installed on the outer periphery thereof.
  • the wafer support portion 35 is provided so as to cover a graphite ring-shaped inner peripheral lower side support member 35A provided on the inner peripheral lower portion thereof and the upper and outer peripheral sides of the inner peripheral lower support member 35A. It consists of graphite outer peripheral side support members 35B.
  • An inner peripheral step portion 35C is formed on the inner peripheral lower portion side of the outer peripheral side support member 35B, and the inner peripheral lower portion support member 35A is integrated so as to be fitted to the inner means portion 35C.
  • the inner peripheral lower support member 35A is covered with a TaC or SiC coating layer, and the graphite of the outer peripheral support member 35B is exposed to the entire surface, so that carbon can be supplied only from the outer peripheral support member 35B.
  • the outer peripheral support member 35B is covered with a TaC or SiC coating layer, and the graphite of the inner peripheral lower support member 35A is exposed to the entire surface, so that carbon can be supplied only from the inner peripheral lower support member 35A. it can.
  • FIG. 13 shows a wafer support table according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the wafer support table 36 of this embodiment is provided on the portion of the wafer installation portion 21 used in the previous embodiment and its outer peripheral portion.
  • the installed ring-shaped outer peripheral support member is integrated, and the whole is made of graphite. That is, it is composed of a disk-shaped wafer mounting portion 36A and a ring-shaped wafer support portion 36B integrally formed on the outer peripheral portion thereof.
  • the upper surface of the wafer installation portion 36A is the wafer installation surface 36C, and the upper surface 36a of the wafer support portion 36B. Defines the height h described above.
  • the entire wafer support 36 is made of graphite, a structure suitable for supplying more carbon than in the previous embodiment is obtained.
  • the wafer support can take various forms.
  • the cross-sectional shape of the wafer support portion in the BB ′ plane according to each embodiment does not have to be a quadrangle as shown in FIGS. 8 to 13, and may be a triangle or the like.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view when an epitaxial film is provided on a wafer and the epitaxial film has a flat portion and an epicrown.
  • FIG. 15 is an SEM (scanning electron microscope) image (cross-sectional SEM image) obtained by enlarging the cross section of the peripheral portion of the epitaxial wafer on which the epicrown is formed.
  • an epitaxial film E is stacked on the wafer W.
  • the epitaxial film E has a flat portion Ef and an epicrown Ec.
  • the epitaxial film E is basically formed flat, and the thickness of the flat portion Ef is substantially uniform, and the thickness is in the range of ⁇ 5% with respect to the thickness at the center C.
  • the height of the epicrown Ec has a film thickness of 40 to more than 100% with respect to the film thickness at the center of the wafer.
  • the height of the epi crown is the height h e from the level surface of the epitaxial layer surface on the main surface (line b in FIG. 15) to the top surface or apex of the epi crown (line a in FIG. 15) .
  • the level surface is an ideal surface on which an epitaxial wafer is formed and is a level surface. Originally, it is ideal that the epitaxial film has the same film thickness at the center and other parts.
  • the level surface means a surface that is vertically separated from the main surface (line c in FIG.
  • the height from the level surface to the top surface (vertex) of the epicrown means the width of the vertical line drawn from the top surface (vertex) of the epicrown to the level surface of the wafer.
  • the wafer peripheral portion means a portion around the wafer that has a great influence on device fabrication.
  • the OF is formed on the wafer, the vicinity of the OF is removed with a certain width for device fabrication, so the influence on the product quality of the crown is practically small, so the “OF part” is included in the peripheral part of the wafer. It does not have to be.
  • the film thickness means the film thickness of the epitaxial film in a direction perpendicular to the main surface Wa of the wafer W.
  • the film thickness and epicrown height can be measured from a cross-sectional SEM image as shown in FIG.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of an arbitrary cross section passing through the wafer center of the epitaxial wafer produced by the chemical vapor deposition apparatus having the wafer support base according to the first to ninth embodiments of the present invention.
  • the epitaxial wafer according to the present embodiment has an epitaxial film E on the main surface Wa of the wafer W, and the height of the epicrown is within 30% of the thickness of the epitaxial film at the wafer center C.
  • FIG. 17 is an SEM (scanning electron microscope) image in which the cross section of the peripheral portion R of the epitaxial wafer according to this embodiment is enlarged. The photographed part is not the OF part of the wafer but the peripheral part where the OF is not formed.
  • the edge of the wafer is chamfered, the corners of the surface are rounded.
  • the peripheral portion on the image is difficult to see, and the portion corresponding to the peripheral portion is traced with a dotted line.
  • the surface of the peripheral portion of the wafer is on the extension of the level surface that is the surface of the main surface, the height of the epicrown is 0, and the generation of the epicrown is suppressed.
  • the portion surrounded by the alternate long and short dash line is unevenness or the like generated during cleavage, and is not an epicrown. Since the SiC single crystal is very hard, such unevenness may be observed at the time of cleavage, but it can be clearly determined by confirming that it is not an epicrown while changing the magnification or the like.
  • the film thickness of the epitaxial film at the center of the wafer is preferably 30 ⁇ m or more. If the thickness of the epitaxial film is about 30 ⁇ m, a device with a high breakdown voltage can be manufactured. In particular, a device using an epitaxial film made of SiC is particularly preferable because it has high pressure resistance.
  • the epitaxial film E is not particularly limited, and may be Si, SiC, III-V group compound, or the like.
  • the wafer W is not particularly limited. However, it can be preferably applied to epitaxial growth of SiC having a particularly high growth temperature and a low growth pressure.
  • Example 1 As a wafer, a 4-inch (0001) Si surface 4 ° off SiC substrate having a thickness of 350 ⁇ m with OF was used and placed on a wafer support of a planetary chemical vapor deposition apparatus. At this time, a ring-shaped member was disposed as a wafer support portion around the wafer. The ring-shaped member having a thickness of 2 mm was used. The cross-section of the ring-shaped member is a quadrangle, and the height from the upper surface on the reaction space side to the main surface of the wafer placed on the wafer placement surface was 1.65 mm.
  • the ring member was provided with a straight line portion at a position corresponding to the OF portion of the wafer so that the inside of the ring member followed along the periphery of the wafer.
  • the distance between the wafer outer periphery and the ring member was set to 0.15 mm.
  • As the source gas a mixed gas of silane and propane is used, and hydrogen gas is used as the carrier gas.
  • the growth pressure is 15 kPa
  • the growth temperature is 1600 ° C.
  • the flow rate toward the wafer is 2 m / s at the portion corresponding to the center of the wafer. Supplied. Under such conditions, the epitaxial film was grown 30 ⁇ m on the flat portion, and the height of the epicrown formed at that time was measured. As a result, the height of the epicrown formed on the OF surface of the SiC substrate was 6 ⁇ m, and the thickness of the epicrown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 6 ⁇ m.
  • Example 2 The thickness of the epicrown was measured under the same conditions as in Example 1 except that the inside of the ring-shaped member was circular and no OF portion was provided. As a result, the height of the epicrown formed on the OF surface of the SiC substrate was 24 ⁇ m, and the height of the epicrown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 8 ⁇ m.
  • Example 3 The thickness of the epicrown was measured under the same conditions as in Example 2 except that the wafer was a SiC substrate having a thickness of 500 ⁇ m. As a result, the height of the epicrown formed on the OF surface of the SiC substrate was 32 ⁇ m, and the thickness of the epicrown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 9 ⁇ m.
  • Example 4 The thickness of the epicrown was measured under the same conditions as in Examples 1 to 3 except that the thickness of the ring-shaped member was 4 mm. In Example 4, no epicrown was observed. In Example 5, no epicrown was observed except in the OF portion. In Example 6, no epi-crown was observed except for the OF portion, the thickness of the epi-crown formed on the OF surface of the SiC substrate was 20 ⁇ m, and the thickness of the epi-crown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 0 ⁇ m. It was.
  • the thickness of the epicrown was measured under the same conditions as in Examples 1 to 3 except that the thickness of the ring-shaped member was 1 mm.
  • the thickness of the epicrown formed on the OF surface of the SiC substrate was 13 ⁇ m, and the thickness of the epicrown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 13 ⁇ m.
  • the thickness of the epicrown formed on the OF surface of the SiC substrate was 29 ⁇ m, and the thickness of the epicrown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 13 ⁇ m.
  • the thickness of the epicrown formed on the OF surface of the SiC substrate was 50 ⁇ m, and the thickness of the epicrown on the outer peripheral surface other than the OF surface was 20 ⁇ m.
  • Example 7 In Example 7, first, a lapping method using a diamond slurry having an SiC substrate (6 inch, 4H—SiC-4 ° off substrate) as the main surface and having an average secondary particle size of 0.25 ⁇ m. After polishing, CMP polishing was further performed. In SiC epitaxial growth on the C plane, the carrier concentration is greatly affected by the C / Si ratio, so the carrier concentration distribution becomes large. This time, in order to show the effect of improving the carrier concentration distribution by the carbon member more significantly, a C-plane wafer was used.
  • a SiC epitaxial film having a thickness of 5 ⁇ m was formed on the main surface (C surface) of the polished SiC substrate using a manufacturing apparatus (CVD film forming apparatus) as shown in FIG.
  • the SiC substrate was placed on a wafer support (satellite) provided on the mounting plate, and the source gas was supplied together with the carrier gas while the SiC substrate was revolving.
  • the growth temperature is 1600 ° C.
  • the carrier gas is hydrogen
  • the dopant gas is nitrogen
  • the C source gas is propane
  • the Si source gas is silane
  • the C / Si ratio is Was 1.1.
  • a wafer support of the type shown in FIG. 8 was used. That is, the ring-shaped wafer support 22 is provided on the wafer support. At this time, the substrate of the wafer support 20 was made of ultra high purity graphite. In the wafer support 20, the wafer setting portion 21 is covered with a SiC coating layer, and graphite is not exposed.
  • the wafer support portion 22 has a ring-like structure having a carbon supply source from which ultrahigh purity graphite is exposed. In other words, the upper surface of the ring is SiC and has a structure with graphite below.
  • the cross-section of the ring-shaped member is a quadrangle, and the height from the upper surface on the reaction space side to the main surface of the wafer placed on the wafer placement surface was 1.65 mm.
  • the ring member was provided with a straight line portion at a position corresponding to the OF portion of the wafer so that the inside of the ring member followed along the periphery of the wafer.
  • the distance between the wafer outer periphery and the ring member was set to 0.15 mm.
  • the commercially available ultra-high-purity graphite has impurities of B of 0.1 ppm wt, Mg of 0.001 ppm wt or less, Al of 0.001 ppm wt or less, Ti of 0.001 ppm wt or less, and V of 0.001 ppm. What was less than wt, Cr was 0.004 ppm wt or less, Fe was 0.02 ppm wt or less, Ni was about 0.001 ppm wt or less, and further baked to remove nitrogen was used. Therefore, elements other than carbon are rarely supplied.
  • FIGS. 18A and 18B are graphs showing the carrier concentration distribution in the radial direction of the SiC epitaxial wafer
  • FIG. 18B is a graph showing the ratio of the carrier concentration in the radial direction of the SiC epitaxial wafer to the carrier concentration at the center of the wafer.
  • Comparative Example 4 In Comparative Example 4, the same procedure as in Example 7 was used, except that the manufacturing apparatus used had a structure in which the entire surface of the ring serving as the wafer support 22 was SiC and had no exposed graphite. Then, an SiC epitaxial wafer was manufactured under the conditions. Then, the carrier concentration was measured at a pitch of 10 mm from the outer peripheral end to the central portion to the outer peripheral end in the radial direction of the SiC epitaxial wafer by the same method as in Example 7 above, and the results are shown in FIGS. 18A and 18B. It was shown in the graph.
  • Comparative Example 4 although a relatively low carrier concentration is shown in the vicinity of the wafer central portion, a very high carrier concentration is shown in the outer peripheral portion of the wafer (near the edge), and in the plane of the SiC epitaxial film. It can be seen that the carrier concentration is extremely uneven. On the other hand, in Example 7, the carrier concentration variation was smaller than that in Comparative Example 4. As shown in FIG. 18B, in Comparative Example 4, the carrier concentration variation (difference in carrier concentration between the central portion and the outer peripheral portion) was 25% or more, whereas in Example 7, it was about 10%. In particular, in Example 7, the carrier concentration is controlled to be lower than that of Comparative Example 1 in the entire surface, and it can be seen that the carrier concentration is greatly reduced particularly in the outer peripheral portion of the wafer.
  • the carrier concentration in the outer peripheral part is particularly reduced because the wafer support part made of graphite is formed upstream of the source gas, that is, around the wafer.

Abstract

　エピクラウンを効率的かつ十分に低減することができる製造装置を提供する。本発明のウェハ支持台は、ウェハの主面上に、化学気相成長法によってエピタキシャル膜を成長させる化学気相成長装置に用いられるウェハ支持台であって、前記ウェハ支持台は、その上面に基板が載置されるウェハ載置面と、載置されるウェハの周囲を囲むように起立するウェハ支持部とを有し、前記ウェハ支持部の頂部から前記ウェハ載置面に載置されたウェハの主面までの高さが１ｍｍ以上である。

Description

ウェハ支持台、化学気相成長装置、エピタキシャルウェハおよびその製造方法
　本発明は、ウェハ支持台、化学気相成長装置、エピタキシャルウェハおよびその製造方法に関する。
　本願は、２０１４年１２月２日に、日本に出願された特願２０１４－２４３９３９号及び２０１４年１２月１９日に、日本に出願された特願２０１４－２５７８３３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　基板上に薄膜を形成する手段としては、スパッタ法、真空蒸着法、化学気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法等の種々の成膜方法が一般に用いられている。
　化学気相成長方法を用いると品質の高い膜を形成することができる。半導体デバイス等は、形成される膜の厚さや組成、添加する不純物の濃度などがばらつくと、その性能が変化してしまうため、特に高品質な膜が求められており、これらの半導体層を成膜する方法として化学気相成長方法が一般に用いられている。
　例えば、ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成する基板として、昇華法等で作製したＳｉＣのバルク単結晶から加工したＳｉＣ単結晶基板を用い、通常、この上に化学気相成長法（ＣＶＤ）によってＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となるＳｉＣエピタキシャル膜を成長させる。
　このようなエピタキシャルウェハの製造工程において、エピタキシャルウェハの表面を平坦化させることは長年の課題であり、ウェハの有効面積を増やすために、エッジエクスクルージョン（半導体ウェハの周囲の無効領域、通常エッジからの距離で表される）を減少させることが、ウェハの大型化と共に要望されている。
　エッジエクスクルージョンを減少させることができれば、チップの取れる有効面積率は増大し、半導体チップの収率は向上する。このため、エッジエクスクルージョンの幅をより小さく抑えることが近年求められている。
　しかしながら、結晶成長においては、同条件の空間にウェハを設置しても、ウェハの中心と外周部で成長速度が異なることが観察される。単結晶ウェハにエピタキシャル成長をすると、外周部が厚くなる、いわゆるエピクラウンが発生することが知られている。このようなエピクラウンは、エッジエクスクルージョンの幅を大きくしてしまうため除去することが求められている。
　ここで「エッジエクスクルージョンの幅が大きくなる」とは、単純にエピクラウンが形成された外周部の膜厚差による影響により大きくなる訳ではない。例えば、ステップフローの上流側にエピクラウンが形成されていると、均質なガス供給の妨げとなり、エピタキシャルウェハのエピタキシャル膜に種々の転移等による欠陥を発生することも考えられ、これらの欠陥の存在に伴うエッジエクスクルージョンの幅の増大も考えられる。
　またエピクラウンは搬送時に折れてウェハのエピタキシャル面を傷つけてしまう恐れや、加工時に割れの原因となるなどするため除去することが求められている。
　従来、クラウンの解消は、ウェハの外周部をエピクラウンの成長に合せて、その外周部を事前に除去し、エピタキシャルウェハの外周部が厚くならないようすること（例えば、特許文献１等）が行われている。また、形成されたエピクラウンをエピタキシャル成長後に、除去することが行われている（例えば、特許文献２等）。
　また、化学気相成長装置においては、通常、エピタキシャル膜を成長させるウェハ（基板）は、サセプタ（基板支持部材）に凹部（ザグリ等）を設けてその中に配置されるが、その際、ウェハ表面とサセプタの表面の段差の部分においてガスの流れの乱れが生じることを懸念して、その段差を小さくすることが一般的であった（例えば特許文献３）。そのためにシリコンのエピタキシャル成長では、シリコンウェハの厚さに応じてサセプタの凹部の深さを変更し、サセプタの上面とシリコンウェハの上面との段差を小さくなるようにするようなことも行われていた（特許文献４）。
特開平７－２２６３４９号公報 特開２０１４－２７００６号公報 特開平４－３５４１１９号公報 特開２００３－１２３９７号公報
　しかしながら、例えば特許文献１のように事前に外周部の一部を除去する方法では、成膜するエピタキシャル膜の膜厚およびその際に形成されるエピクラウンの膜厚に合せて外周部を除去する必要があり、特定の厚みのエピタキシャル膜を成膜するための専用ウェハとなってしまう。実際の生産の現場では、用途および条件によって成長させるエピタキシャル膜を変化させることが一般的であり、特定の成膜条件専用のウェハを用いることは生産効率を著しく悪化させる。
　また例えば、特許文献２のようにエピタキシャル膜を成長後にエピクラウンを除去する場合、除去されたエピクラウン近傍は、研磨によって削るため、研磨時のダメージにより、エピタキシャル膜が荒れるという問題がある。このような研磨面上に積層される半導体デバイスは、性能が劣ってしまうため、製品として用いることはできない。つまり、エピクラウンを除去する目的としての、エッジエクスクルージョンを低減するという課題を解決することができない。
　いずれの方法を用いてもエピクラウンを除去する際に工数がかかるという問題があった。また、その加工において割れが生じやすくなるため歩留りも低下するという問題があった。特に、ＳｉＣエピタキシャルウェハの場合、ＳｉＣは非常に硬い材料であるため、研磨による除去が一層難しい。さらに、研磨時に発生するパーティクル等がエピタキシャル膜の表面に付着し、半導体デバイスの欠陥の原因となるという問題もあった。
　エピクラウンはエピタキシャル膜の厚さが厚くなるほど、その大きさが大きくなるため、工程上問題が大きくなり、また削除することも困難になる。特にＳｉＣは高耐圧のデバイスを作成するためには厚いエピタキシャル膜厚が必要なため、より深刻な問題となる。
　さらに、ＳｉＣは近年大口径のものが得られるようになってきており、６インチ以上の口径の場合、特に研削は困難であった。
　上述のように、従来、ウェハ上にエピタキシャル膜を成長させた際に生じるエピクラウンを効率的かつ十分に抑制できる装置については、十分な提案がされていないのが実情であった。また、エッジエクスクルージョンを十分に低減することができるエピタキシャルウェハについても十分な提案がされていないのが実情であった。
　このため、エピクラウンを効率的かつ十分に低減することができる製造装置が切に求められていた。
　また、ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造は、ＳｉＨ４等のＳｉ原子含有ガスと、Ｃ３Ｈ８等のＣ含有原料ガスをプロセスガスとしてＳｉＣ基板の外周端部の外側から、ＳｉＣ基板上を通過するようにガスを供給している。この際、加熱手段によってＳｉＣ単結晶基板を高温に維持しながら、基板上にエピタキシャル材料を堆積させることでエピタキシャル膜を成長させている。
　しかし、ＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を成長させた際、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部、即ちエッジ付近においてキャリア濃度が高くなり過ぎ、このＳｉＣエピタキシャル膜の面内におけるキャリア濃度のばらつきが大きくなるという問題があった。
　本発明者等は、上述のようなキャリア濃度のばらつきが生じる原因について、鋭意検討を重ねた結果、ＳｉＣエピタキシャル膜の原料ガスとして一般的に用いられるプロパン（Ｃ３Ｈ８）とシラン系ガス（ＳｉＨ４）とでは、その分解速度が大きく異なることにその原因があることを見出した。
　炭素を含むＣ３Ｈ８はＳｉＨ４よりも分解速度が遅いことが知られている。また、エピタキシャル成長時にＳｉＣ基板上に原料ガスが供給される際、ＳｉＣ基板は自転していることから、ＳｉＣ基板の外周端部がガスの導入口（ガスフローの上流側）に近くなる。すなわち、これら原料ガスの供給に伴ってＳｉＣエピタキシャル膜が成長する際、ガスフローの上流側となるＳｉＣ基板の外周部付近においては、炭素を含むＣ３Ｈ８の分解が十分に進んでおらず、成長膜中に含まれるカーボンが減少する。一方、下流側となる基板中心付近では、炭素を含むＣ３Ｈ８の分解が十分に進むため、外周部付近と比較して相対的にカーボン比率が増加する。
　供給する原料ガスのＣ／Ｓｉ比は、プロパン（Ｃ３Ｈ８）とシラン系ガス（ＳｉＨ４）が十分に分解したものと仮定した上で設定しているため、分解速度の違いがあると、相対的にＳｉＣエピタキシャル膜の外周部においてＣ／Ｓｉ比が低い状態となる。すなわち、十分に分解が進んでいる基板中心付近では、ＳｉＣエピタキシャル膜の面内におけるキャリア濃度が適正に制御される一方、外周部においてＣ／Ｓｉ比が低くなり、キャリア濃度が高くなるという問題がある。
　この外周部においてＣ／Ｓｉ比が低いためにキャリア濃度が外周部において高くなるということについて説明する。ＳｉＣエピタキシャル成長において、キャリアとしてＮを用いることが一般的であるが、このＮはカーボン原子の占有するサイトに選択的に導入される。Ｃ／Ｓｉ比が低いと、相対的に原料ガスにおけるカーボン量が低くなっていることから、キャリアとなるＮが、エピタキシャル成長するＳｉＣ膜におけるカーボンの占有するサイトに入り易くなる。すなわち、キャリアであるＮの取り込みが増え、キャリア濃度が高くなってしまう。そのため、従来の方法では、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部のキャリア濃度が高くなり、ばらつきが大きくなるという問題が発生する。
　ここで、外周部のカーボン量が不足するために、キャリア濃度が低くなることから、例えば、上記の原料ガスの炭素濃度を高めることで、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部におけるＣ／Ｓｉ比を高めることが考えられる。しかし、単に炭素濃度を高めるだけでは、中央部のＣ／Ｓｉ比がばらつき、ウェハ中央部と外周部のキャリア濃度差を抑制することはできない。
　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、エピクラウンを効率的かつ十分に低減することができ、ウェハ面内のキャリア濃度の均一化を図ることができる支持台とそれを備えた製造装置および製造方法の提供を目的とする。またエピクラウンを十分に低減し、チップの取れる有効面積率の高いエピタキシャルウェハを提供することを目的とする。
　本発明者等は、鋭意検討の結果、エピタキシャル膜を成長させる際にウェハを支持するための支持部材の反応空間側の上面とウェハの主面との位置関係に着目した。なお、「ウェハの主面」とは、エピタキシャル膜が形成される平坦面を意味する。基板ウェハ端部に面取り部が形成されている場合、面取り部の傾斜面上は主面とは言わない。
　化学気相成長装置においては、エピタキシャル膜を成長させるウェハ主面と、その周囲に形成されるウェハ支持部とは、反応空間内に供給される層流を乱さないために、極力段差を発生させないことが一般的であった。また段差を設けたとしても数百μｍ程度に抑えることが当該分野の技術者にとって常識であった（例えば、特許文献３および特許文献４）。
　しかしながら、本発明者らはエピタキシャル膜を成長させる際に、ウェハを支持するためのウェハ支持部の反応空間側の上面の最もウェハ載置面から遠い部分と、エピタキシャル膜が成長するウェハの主面との段差を、当該分野の技術者にとっては非常識とも言える値である１ｍｍ以上とすることで、エピクラウンを効率的かつ十分に低減できることを見出し、本発明を完成させた。
　即ち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
（１）本発明のウェハ支持台は、ウェハの主面上に、化学気相成長法によってエピタキシャル膜を成長させる化学気相成長装置に用いられるウェハ支持台であって、前記ウェハ支持台は、その上面に基板が載置されるウェハ載置面と、載置されるウェハの周囲を囲むように起立するウェハ支持部とを有し、前記ウェハ支持部の反応空間側の上面の最もウェハ載置面から遠い部分からウェハ載置面に載置されるウェハの主面までの高さが１ｍｍ以上である。
（２）上記（１）のウェハ支持台は、前記ウェハ支持部が、ウェハの主面上に形成されるエピタキシャル膜と同じ材料を含んでもよい。
（３）上記（１）のウェハ支持台は、前記ウェハ支持部の少なくとも一部が前記エピタキシャル膜の構成元素の一部を含む材料からなってもよい。
（４）上記（３）のウェハ支持台は、前記ウェハがＳｉＣ単結晶基板であり、前記エピタキシャル膜がＳｉＣエピタキシャル膜であり、前記ウェハ支持部の少なくとも一部が黒鉛からなることが好ましい。
（５）上記（３）または（４）のウェハ支持台は、前記ウェハ支持部が黒鉛から成り、前記ウェハ支持台部の少なくとも一部に被覆層が形成されて前記被覆層で覆われていない部分に黒鉛が露出されたことを特徴とする。
（６）本発明の化学気相成長装置は、上記（１）～（５）のいずれか一つに記載のウェハ支持台を有する。
（７）上記（６）に記載の化学気相成長装置は、前記ウェハ支持台上に載置されるウェハの主面に対し供給されるガスの流速が、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであってもよい。
（８）上記（６）又は（７）のいずれかに記載の化学気相成長装置は、前記ウェハ支持部と、前記ウェハ載置面にウェハを載置した際のウェハの外周面との間隔が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となるように設計されていてもよい。
（９）上記（６）～（８）のいずれか一つに記載の化学気相成長装置は、エピタキシャル膜を成長させる際の成長圧力を２５ｋＰａ以下とすることができ、成長温度が１４００℃以上とすることができてもよい。
（１０）上記（６）の化学気相成長装置であって、ＳｉＣ基板の主面上に、化学的気相成長法によってＳｉＣエピタキシャル膜を成長させるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造装置であり、凹状収容部を有する搭載プレートと、前記凹状収容部内に配置され、上面にＳｉＣ基板が載置される前記ウェハ支持台を備えたことを特徴とする。
（１１）本発明において、前記ウェハ支持台上に載置されるＳｉＣ基板の主面に対し供給されるガスの流速が、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることが好ましい。
（１２）本発明の製造方法は、ＳｉＣ基板の主面上に、化学的気相成長法によってＳｉＣエピタキシャル膜を成長させるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法であって、凹状収容部を有する搭載プレートと、前記凹状収容部内に配置され、上面にＳｉＣ基板が載置される上記（１）～（５）のいずれか一項に記載のウェハ支持台を備えた化学気相成長装置（ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造装置）を用い、前記ウェハ支持部の上を乗り越えてから前記ＳｉＣ基板の主面上に到達する原料ガスの流れを生成させつつ前記ＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を生成することを特徴とする。
（１３）本発明の製造方法において、前記ウェハ支持台上に載置されるＳｉＣ基板の主面に対し供給されるガスの流速が、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることが好ましい。
（１４）本発明のエピタキシャルウェハは、上記（６）～（１１）のいずれか一つに記載の化学気相成長装置で作製されたエピタキシャルウェハであって、ウェハの主面上にエピタキシャル膜を有し、前記エピタキシャル膜のウェハ周辺部に形成されるエピラウンのエピタキシャル膜の水準面に対する高さが、ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚の３０％以内である。
（１５）上記（１４）に記載のエピタキシャルウェハは、ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚が３０μｍ以上であってもよい。
（１６）上記（１４）または（１５）のいずれかエピタキシャルウェハは、エピタキシャル膜が炭化ケイ素からなってもよい。
　本発明のウェハ支持部は、ウェハ支持部の反応空間側の上面における最もウェハ載置面から遠い部分から前記ウェハ載置面に載置されるウェハの主面までの高さが１ｍｍ以上である。そのため、原料ガスがウェハの外周部に供給されることを阻害し、エピクラウンが成長することを抑制することができ、エッジエクスクルージョン幅の小さい有効面積の大きなエピタキシャルウェハを得ることができる。
　また、ウェハ支持台の少なくとも一部がエピタキシャル膜の構成元素の一部を含むため、エピタキシャル膜の成長時に必要な元素をウェハ支持部から補給することができ、面内方向でのキャリア濃度のばらつきを抑えたエピタキシャル膜を備えたエピタキシャルウェハを提供できる。
　本発明の化学気相成長装置は、前述のウェハ支持部を有する。そのため、この化学気相成長装置を用いることで、エピクラウンを効率的かつ十分に低減することができる。
　本発明のエピタキシャルウェハは、ウェハの主面上にエピタキシャル膜を有し、エピタキシャル膜のウェハ周辺部に形成されるエピクラウンの水準面に対する高さが、ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚に対し３０％以内である。そのため、エッジエクスクルージョンの幅をより小さく抑えることができ、チップの取れる有効面積率の高いエピタキシャルウェハを実現することができる。
　本発明の製造装置と製造方法によれば、前述のウェハ支持部を有する。そのため、本発明の製造装置と製造方法を用いることで、エピクラウンを効率的かつ十分に低減することができ、エッジエクスクルージョン幅の小さい有効面積の大きなＳｉＣエピタキシャルウェハであって、面内でキャリア濃度の均一なＳｉＣエピタキシャルウェハを得ることができる。
本発明の実施形態である化学気相成長装置を模式的に説明する断面模式図である。 本発明の第１～３実施形態にかかるウェハ支持台を有する化学気相成長装置の搭載プレートを平面視した模式図である。 本発明の第１実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第２実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第３実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第１実施形態にかかるウェハ支持台の周辺の搭載プレートまで含めたＡ－Ａ’面（図２）の断面模式図である。 本発明の第４～９実施形態にかかるウェハ支持台を有する化学気相成長装置（ＳｉＣエピタキシャルウェハの製造装置）の搭載プレートを平面視した模式図である。 本発明の第４実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第５実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第６実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第７実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第８実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 本発明の第９実施形態にかかるウェハ支持台を示す断面模式図である。 エピクラウンを有するエピタキシャルウェハを、その中心を通る断面で切断した断面模式図である。 エピクラウンが形成されたウェハ周辺部を拡大した断面ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像である。 本発明の第１～第９実施形態にかかるウェハ支持台を有する化学気相成長装置で作成されたエピタキシャルウェハのウェハ中央を通る任意の断面の断面模式図である。 本実施形態に係るエピタキシャルウェハの周辺部の断面を拡大したＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像である。 本発明の実施例７および実施例８を説明するための図であり、ＳｉＣエピタキシャルウェハの半径方向におけるキャリア濃度の分布を示すグラフである。 本発明の実施例７および実施例８を説明するための図であり、ウェハ中心のキャリア濃度に対するＳｉＣエピタキシャルウェハの半径方向におけるキャリア濃度の比を示したグラフである。
　以下、本発明を適用したウェハ支持部、化学気相成長装置およびエピタキシャルウェハおよびその製造方法について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。
　なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。また、以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
　本発明において「ウェハ」と言う記載は、エピタキシャル成長前の単結晶基板ウェハを指す場合と、エピタキシャル膜を有するウェハを指す場合がある。また、エピタキシャル成長途中のウェハも「ウェハ」と記載する場合がある。特に、エピタキシャル成長後のウェハを区別する場合は「エピタキシャルウェハ」と記載する。
（化学気相成長装置、ウェハ支持台）
　図１は、本発明の一実施形態の化学気相成長装置の断面を模式的に説明する図である。
　本発明の化学気相成長装置は、図１の構成には限られないが、以下理解を容易にするために、図１の化学気相成長装置を基に本発明を説明する。
　本発明の一実施形態の化学気相成長装置１００は、例えば、減圧排気可能なチャンバ（成膜室）内に、原料ガスＧを供給しながら、加熱されたウェハＷの面上に層を堆積成長させる。例えば、ＳｉＣをエピタキシャル成長させる場合、原料ガスＧには、Ｓｉ源にシラン（ＳｉＨ４）、ジクロロシラン（ＳｉＣｌ２Ｈ２）、トリクロロシラン（ＳｉＣｌ３）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）等を用いることができ、炭素（Ｃ）源にプロパン（Ｃ３Ｈ８）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、エチレン（Ｃ２Ｈ４）等を用いることができる。また、キャリアガスとして水素（Ｈ２）を含むもの等を用いことができる。
　この化学気相成長装置１００は、チャンバの内部において、複数のウェハＷが載置される搭載プレート１０と、この搭載プレート１０との間で反応空間Ｋを形成するように搭載プレート１０の上面に対向して配置されたシーリング（天板）５０と、搭載プレート１０およびシーリング５０の外側に位置して反応空間Ｋの周囲を囲むように配置された周壁６０とを備えている。この例では搭載プレート１０の上面側に後述するように複数のウェハ支持台２０が設置されている。
　また、搭載プレート１０とシーリング５０を囲むようにこれらの周囲に誘導コイル（加熱手段）７０が設置されている。
　図示を省略する高周波電源から誘導コイル７０に高周波電流が供給されると、搭載プレート１０およびシーリング５０が高周波誘導加熱により加熱される。これら搭載プレート１０およびシーリング５０からの輻射や、ウェハ支持台２０からの熱伝導等により、ウェハ支持台２０に載置されたウェハＷを加熱することができる。なお、加熱手段は、搭載プレート１０（回転台１３）の下面側およびシーリング５０の上面側に配置された構成に限らず、これらのいずれか一方側のみに配置された構成とすることも可能である。また高周波誘導加熱に限らず、抵抗加熱によるもの等を用いてもよい。
　シーリング５０の中心部を上下に貫通するようにガス導入管３０が設けられ、ウェハＷには、ガス導入管３０から放出された原料ガスＧを反応空間Ｋの内側から外側に向かって放射状に流すことで、ウェハＷの面内に対して平行に原料ガスＧを供給することが可能となっている。チャンバ内で不要になったガスは、周壁６０の外側に設けられた排気口からチャンバの外へと排出することが可能となっている。
　搭載プレート１０は、いわゆるプラネタリ（自公転）方式を採用し、搭載プレート１０の底部中央に回転軸１２が接続されている。搭載プレート１０は、図示を省略する駆動モータにより回転軸１２が回転駆動されると、回転台１３がその中心軸周りに回転駆動される。
　搭載プレート１０には、平面視円形状をなし、回転台１２の周方向（回転方向）に等間隔に複数並んで凹状収容部１１が設けられている。図２は、化学気相成長装置１００の搭載プレート１０を平面視した模式図である。凹状収容部１１が等間隔に６個並んで設けられている場合を例示している。
　本発明の第１～３実施形態にかかるウェハ支持台２０は、図２に示すように搭載プレート１０の凹状収容部１１に収容され、上面にウェハＷを載置することができる。図２では、簡単のため搭載プレート１０の２つの凹状収容部１１にのみウェハ支持台２０を収容したが、当該構成には限られない。
　ウェハ支持台２０は、原料ガスＧとは別の駆動用ガスがウェハ支持台２０の下面と凹状収容部１１との間に供給されることにより、中心軸周りに回転駆動される仕組みとなっている（図示せず）。これにより、ウェハ支持台２０に載置されたウェハＷに対して均等に成膜を行うことができる。
　図３は、本発明の第１実施形態にかかるウェハ支持台のＡ－Ａ’面（図２）の断面模式図である。ウェハ支持台２０は、その上面に基板が載置されるウェハ載置面２１ａと、載置されるウェハの周囲を囲むように起立するウェハ支持部２２とを有する。ウェハ支持部２２の反応空間Ｋ側の上面２２ａにおける最もウェハ載置面２１ａから遠い部分からウェハ載置面２１ａに載置されたウェハＷの主面Ｗａまでの高さｈが１ｍｍ以上である。また１．５ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。また５ｍｍ以下であることが好ましい。
　ウェハ支持部２２の反応空間Ｋ側の上面２２ａにおける最もウェハ載置面から遠い部分からウェハ載置面２１ａに載置されたウェハＷの主面Ｗａまでの高さｈが１ｍｍ以上であれば、原料ガスがウェハの外周部に供給されることを阻害し、エピクラウンが成長することを抑制することができる。１ｍｍ以上で、高さｈが大きくなるほど、エピ層厚に対するクラウン高さの比を小さくすることができる。
　また５ｍｍ超であると、化学気相成長装置内に供給されるガスの層流が乱されてしまうため好ましくない。
　ここで、「反応空間側の上面における最もウェハ載置面から遠い部分」とは、ウェハ支持部において、ウェハ載置面から鉛直方向最も離れた部分を意味する。また「反応空間Ｋ側の上面２２ａにおける最もウェハ載置面から遠い部分からウェハ載置面２１ａに載置されたウェハＷの主面Ｗａ」で示すウェハは、原則的には、単結晶基板の表面の主面である。
　単結晶基板の厚さは一定であり、主面は平坦であるため明確に規定することができる。
　一方、エピタキシャル成長は、基本的に一定値以下の表面均一性を保ちながら成長する。さらに、成長するエピタキシャル膜は、単結晶基板の厚みに対して薄いため、エピタキシャル膜が成長中及び成長後のエピタキシャルウェハの主面とみなしてもよい。すなわち、目的のエピタキシャル膜が形成されたエピタキシャルウェハ表面の主面と、ウェハ支持部の反応空間側の上面の最もウェハ載置面から遠い部分の距離を１ｍｍ以上としてもよい。
　図３の場合、上面２２ａがウェハ載置面に対して平行な平面であるため、上面２２ａのいずれかの点がウェハ載置面から最も遠い部分となる。
　またここでいう「高さ」とは、反応空間側の上面における最もウェハ載置面から遠い部分から、ウェハ載置面の延長線上におろした垂線の長さを意味する。
　またエピクラウンとは、エピタキシャル基板上に成長したエピタキシャル膜の周縁部に形成されたエピタキシャル膜の膜厚が厚い部分である。
　従来、シリコンなどの従来のエピタキシャル成長においては、当該高さが数百μｍ程度以上であると、ガスの層流を乱すことが予想されており、当該範囲以上とすることは考えられていなかった。しかし今回、予想に反し数ｍｍ程度の段差を有していても、ウェハＷ上に形成されるエピタキシャル膜の性能に差が生じないことを見出した。そしてこのとき、同時にエピクラウンが成長することが効率的に抑制できていることを見出した。
　このような段差による影響は、成長圧力が２５ｋＰａ以下の低圧であって、また成長温度は１４００℃以上と高温で行われる場合に、特に少なく、ウェハＷ上に形成されるエピタキシャル膜の性能に差がほとんど生じない。すなわち、上述のような条件下で作製されるＳｉＣエピタキシャル膜の場合は、段差の影響を受けにくいことを意味する。
　図４は、本発明の第２の実施形態にかかるウェハ支持台のＡ－Ａ’面（図２）の断面模式図である。ウェハ支持部２２のＡ－Ａ’面（図２参照）における断面の形状は、図３に示すような、四角形である必要はなく、図４に示すように三角形でもよい。
　図４に示すように、断面形状が三角の場合、「反応空間側の上面における最もウェハ載置面から遠い部分」とは、三角形のウェハ載置面２１ａから鉛直方向に最も遠い頂点を意味する。
　図４に示すように、ウェハ支持部２２のウェハＷ側のウェハ支持側面の上端から外周に向けて下降しているような形状とすると、ウェハ支持部２２の上面２２ａにパーティクルが付着しても、パーティクルは外周に向かって落下するため、ウェハＷ上にパーティクルが再付着することを抑制することができる。
　図５は、本発明の第３の実施形態にかかるウェハ支持台のＡ－Ａ’面（図２）の断面模式図である。ウェハ支持部は、ウェハ支持台２０と一体で形成されている必要はなく、図５に示すように、別部材で形成されていてもよい。具体的には、ウェハ支持台２０上に、リング状の部材２３を載置することで、ウェハＷが回転により左右に移動しないようにしてもよい。すなわち、リング状の部材２３がウェハ支持部となる。
　ウェハ支持部２２は、ウェハＷの主面上に形成されるエピタキシャル膜と同じ材料を含むことが好ましい。ウェハ支持部２２の成長空間Ｋ側がエピタキシャル膜と同じ材料であることがより好ましい。ウェハ支持部２２が、ウェハＷの主面上に形成されるエピタキシャル膜と同じ材料を含んでいれば、ウェハ支持部２２の一部が昇華しても、ウェハＷの主面上に形成されるエピタキシャル膜への影響を抑えることができる。またエピタキシャル成長させる場合、ウェハＷ上以外の部分でも反応は生じ、付着物が堆積する。ウェハ支持部２２の材料をエピタキシャル膜と同じ材料を含むものとすることで、付着物と被付着面の界面で生じる熱膨張率差を抑制し、当該付着物が剥がれてパーティクルとなることを防ぐことができる。またウェハ支持部とウェハＷの外周部との間隔を小さく設定するために、ウェハ支持部材とウェハＷの熱膨張率が近いことが好ましく、ウェハ支持部２２の材料をエピタキシャル膜と同じ材料を含むものとすることが望ましい。
　図６は、本発明の第１の実施形態にかかるウェハ支持台の周辺の搭載プレートまで含めたＡ－Ａ’面（図２）の断面模式図である。
　図６に示すように、ウェハ支持部２２の反応空間Ｋ側の上面２２ａの最高点から搭載プレート１０の反応空間Ｋ側の上面１０ａまでの高さＨは、－１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。
　当該高さが５ｍｍを超えると、搭載プレート１０に平行な面から供給されるガスの層流が段差により乱され、均質なエピタキシャル膜の成長が難しくなる。Ｈが－１ｍｍ、すなわち、ウェハ支持部材が反応空間Ｋ側の上面１０ａより１ｍｍ以下程度低い場合、ガスの層流自体に大きな影響は与えないが、－１ｍｍよりも小さくなった場合は、形成される段差により、ガスの流れが乱され、乱流が生じやすくなるので好ましくない。
　成長圧力と成長温度については、４Ｈ又は６Ｈの炭化珪素単結晶エピタキシャル成長の場合、成長圧力が５ｋＰａ以上２５ｋＰａ以下、成長温度は１４００℃以上１７００℃以下で行われることが好ましい。結晶性の良いエピタキシャル成長膜が得られる。
　ウェハ支持台２０上に載置されるウェハＷの主面Ｗａに対し供給されるガスの流速は、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることが好ましく、０．２ｍ／ｓ～５ｍ／ｓであることがより好ましい。
　ウェハＷの主面Ｗａに対し供給されるガスの流速は、１０ｍ／ｓ超だと、わずかな段差でも乱流が生じやすくなる。すなわち、ウェハ支持部２２の上面２２ａとウェハＷの主面Ｗａ間の段差が大きいと乱流が発生しやすくなってしまう。
　またウェハＷの主面Ｗａに対し供給されるガスの流速は、０．１ｍ／ｓ未満であると、本来ウェハＷ上でガスが反応しエピタキシャル成長を行うことが望ましいが、ウェハＷ上にガスが到達する前に反応が生じてしまい、ウェハ以外の部分に堆積物が付着する。これらの付着物は、剥離によりパーティクルの原因となってしまう。
　ガスの流速は、所定のエピ条件（温度、圧力）でエピタキシャル成長中に流れているガスの単位時間当たり体積を、ガスが流れている断面の面積で除することにより求めることができる。本発明の実施の形態の場合、ガスの流れる空間の高さが低く一定であるため、中心から一定距離の円周の長さにガスの流れる空間の高さを乗ずることで、ガスの流れている断面の面積を求めることができる。本発明の実施の形態では、ガスは中心から放射状に広がって流れるため、中心からの距離から離れるとガスの流速が遅くなる。この場合、ウェハＷの位置に相当する動径の範囲の流速が、上記のガスの流速の範囲であることが望ましい。また、ガスの流れがより複雑な場合は、シミュレーションにより、ウェハ上部のガスの流速を求めてもよい。
　ウェハ支持部２２とウェハＷの外周部との間隔は、小さい方が望ましい。ウェハ支持部２２とウェハＷの外周部との間に空間があると、その部分でガス流の乱れが生じ、エピクラウンが成長しやすい。また、ウェハＷはウェハ支持部２２の内側にセットされ、成長が終了した後に取り出す必要があるため、最低限のクリアランスを設ける必要がある。ウェハ支持部２２とウェハＷの外周部との間隔は、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
　また、ウェハＷにはオリエンテーションフラット（以下、「ＯＦ」という。）が設けられている場合がある。この場合、ウェハ支持部２２の内側が円形であると、ＯＦとウェハ支持部の間の間隔が大きくなってしまう。この場合、ウェハ端のＯＦ部分のエピクラウンが大きくなる。ＯＦ付近は、デバイス作製上、一定幅で除かれるため、実質的にはクラウンの製品品質への影響は小さい。しかし、エピクラウンが一定以上の大きさになると、フォトリソグラフ工程等で悪影響を与える可能性がある。その為、ウェハ支持部２２とウェハＷのＯＦ部分の外周部との間隔を、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。
　そのためウェハ支持部２２は、ウェハＷの周囲に沿って追従するように配置されているとより好ましい。例えば、ウェハＷにＯＦがついている場合は、ウェハ支持部２２はＯＦの形状を追従するように形成されていることが好ましい。ウェハＷのＯＦが形成されている部分（以下、「ＯＦ部」という。）は、平面視した際に、エピクラウンが成長するウェハＷの外周部が、他の部分より内側に存在する。ＯＦの形状に追従せずウェハ支持部２２を円形に形成すると、ＯＦ部とウェハ支持部２２の間に平面視で距離があり、ウェハ支持部２２による遮蔽効果を十分に得ることが難しくなる。すなわち、ＯＦ部に形成されるエピクラウンを十分に抑制することが難しくなる。ウェハ支持部２２は、ウェハＷの周囲に沿って追従するように配置することにより、ＯＦ部も含めてウェハ支持部２２とウェハＷの外周部の間隔を一定値以下にすることができる。それによりウェハの周縁部全周にわたってクラウン高さが抑制されたエピタキシャルウェハを得ることができる。
　またウェハ載置面２１ａ上に、ウェハＷに覆われていない部分があると、その部分にも結晶が堆積する。この堆積物によりウェハＷが、載置面に対し浮く場合がある。そこで、ウェハ支持部２２は、ウェハＷの周囲に沿って追従するように配置されていることにより、ＯＦの外側の載置面に不要な結晶が堆積することを防止できる。
　本発明の第４～９実施形態にかかるウェハ支持台２０は、図７に示すように搭載プレート１０の凹状収容部１１に収容され、上面にウェハＷを載置することができる。図７では、簡略化のため搭載プレート１０の２つの凹状収容部１１にのみウェハ支持台２０を収容した状態を示したが、当該構成には限られない。
　ウェハ支持台２０は、原料ガスＧとは別の駆動用ガスがウェハ支持台２０の下面と凹状収容部１１との間に供給されることにより、ウェハ支持台２０の中心軸周りに回転駆動される仕組みとなっている（図示せず）。これにより、搭載プレート１０の回転とは別に各ウェハ支持台２０が回転されるので、ウェハ支持台２０に載置されたウェハＷに対して均等に成膜を行うことができる。
　図８は、本発明の第４実施形態に係るウェハ支持台のＢ－Ｂ’面（図７）の断面模式図である。この実施形態のウェハ支持台２０は、その上面２１ａに基板が載置される円盤状のウェハ載置部２１と、載置されるウェハＷの周囲を囲むように起立するリング状のウェハ支持部２２とを有する。ウェハ載置部２１は、その周縁上面側に周段部２１ｂが形成され、この周段部２１ｂにリング状のウェハ支持部２２が挿入され、一体化されたウェハ載置部２１とウェハ支持部２２がともに凹状収容部１１に収容されている。
　ウェハ載置部２１は、一例として黒鉛からなる円盤の外周面をＴａＣあるいはＳｉＣの皮膜で覆った構造を採用できる。ウェハ支持部２２は、一例として黒鉛からなる。
　ウェハ支持部２２の反応空間Ｋ側の上面２２ａにおいて最もウェハ載置面２１ａから遠い部分からウェハ載置面２１ａに載置されたウェハＷの主面Ｗａまでの高さｈが１ｍｍ以上である。この高さｈについて１．５ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましい。また、高さｈについて５ｍｍ以下であることが好ましい。
　ウェハ支持部２２の反応空間Ｋ側の上面２２ａにおける最もウェハ載置面２１ａから遠い部分からウェハ載置面２１ａに載置されたウェハＷの主面Ｗａまでの高さｈが１ｍｍ以上であれば、原料ガスがウェハの外周部に供給されることを抑制し、エピクラウンが成長することを抑制できる。
　１ｍｍ以上で、高さｈが大きくなるほど、エピ層厚に対するクラウン高さの比を小さくすることができる。また、高さｈが５ｍｍ超であると、化学気相成長装置内に供給されるガスの層流が乱されてしまうため好ましくない。
　ここで、「反応空間側の上面における最もウェハ載置面から遠い部分」とは、ウェハ支持部において、ウェハ載置面から鉛直方向最も離れた部分を意味する。また「反応空間Ｋ側の上面２２ａにおける最もウェハ載置面から遠い部分からウェハ載置面２１に載置されたウェハＷの主面Ｗａ」で示すウェハは、原則的には、単結晶基板の表面の主面である。
　単結晶基板の厚さは一定であり、主面は平坦であるため明確に規定することができる。
　一方、エピタキシャル成長は、基本的に一定値以下の表面均一性を保ちながら成長する。さらに、成長するエピタキシャル膜は、単結晶基板の厚みに対して薄いため、エピタキシャル膜が成長中及び成長後のエピタキシャルウェハの主面とみなしてもよい。すなわち、目的のエピタキシャル膜が形成されたエピタキシャルウェハ表面の主面と、ウェハ支持部の反応空間側の上面の最もウェハ載置面から遠い部分の距離を１ｍｍ以上としてもよい。
　図８の場合、上面２２ａがウェハ載置面に対して平行な平面であるため、上面２２ａのいずれかの点がウェハ載置面から最も遠い部分となる。
　またここでいう「高さ」とは、反応空間側の上面における最もウェハ載置面から遠い部分から、ウェハ載置面の延長線上におろした垂線の長さを意味する。
　また、エピクラウンとは、エピタキシャル基板上に成長したエピタキシャル膜の周縁部に形成されたエピタキシャル膜の膜厚が厚い部分である。
　図８の場合、ウェハ支持部２２は断面矩形状に描かれているが断面三角形状などでも差し支えない。
　従来、シリコンなどの従来のエピタキシャル成長においては、当該高さが数百μｍ程度以上であると、ガスの層流を乱すことが予想されており、当該範囲以上とすることは考えられていなかった。しかし今回、予想に反し数ｍｍ程度の段差を有していても、ウェハＷ上に形成されるエピタキシャル膜の性能に差が生じないことを見出した。そしてこのとき、同時にエピクラウンが成長することが効率的に抑制できていることを見出した。
　このような段差による影響は、成長圧力が２５ｋＰａ以下の低圧であって、また成長温度は１４００℃以上と高温で行われる場合に、特に少なく、ウェハＷ上に形成されるエピタキシャル膜の性能に差がほとんど生じない。すなわち、上述のような条件下で作製されるＳｉＣエピタキシャル膜の場合は、段差の影響を受けにくいことを意味する。
　図８は、本発明の第４実施形態にかかるウェハ支持台の周辺の搭載プレートまで含めたＢ－Ｂ’面（図７）の断面模式図である。
　図８に示すように、ウェハ支持部２２の反応空間Ｋ側の上面２２ａの最高点から搭載プレート１０の反応空間Ｋ側の上面１０Ａまでの高さＨは、－１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０ｍｍ以上２ｍｍ以下であることがより好ましい。
　当該高さが５ｍｍを超えると、搭載プレート１０に平行な面から供給されるガスの層流が段差により乱され、均質なエピタキシャル膜の成長が難しくなる。
　本実施形態のウェハ支持部２２において、全体を黒鉛で構成し、ウェハ支持部２２の黒鉛を全面露出させた構成としたが、図８の斜線で示すようにウェハ支持部２２の上面と上縁周縁部および下面と下縁周縁部にそれぞれ被覆層２２ｂを形成し、ウェハ支持部２２の上面側の黒鉛とウェハ支持部２２の下面側の黒鉛を部分的に覆い隠しても良い。被覆層としてＴａＣなどの金属炭化物の薄膜を用いることができる。
　ウェハ支持部２２の上面側と下面側の黒鉛を覆い隠すことにより、黒鉛が露出する面積を小さくできるので、被覆層２２ｂで覆い隠す面積の大小によって成膜時のウェハ支持部２２からのカーボン供給量を目的の量に調節することができる。
　ウェハ支持部２２は、ウェハＷの主面上に形成されるエピタキシャル膜と同じ材料を含むことが好ましい。ウェハ支持部２２が、ウェハＷの主面上に形成されるエピタキシャル膜と同じ材料を含んでいれば、ウェハ支持部２２の一部が昇華しても、ウェハＷの主面上に形成されるエピタキシャル膜への影響を抑えることができる。またエピタキシャル成長させる場合、ウェハＷ上以外の部分でも反応は生じ、付着物が堆積する。ウェハ支持部２２の材料をエピタキシャル膜と同じ材料を含むものとすることで、付着物と被付着面の界面で生じる熱膨張率差を抑制し、当該付着物が剥がれてパーティクルとなることを防ぐことができる。エピタキシャル膜と同じ材料を含むウェハ支持部として、ウェハ支持部の上面側をＳｉＣ多結晶とすることができる。
　ウェハ支持台２０上に載置されるウェハＷの主面Ｗａに対し供給されるガスの流速は、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることが好ましく、０．２ｍ／ｓ～５ｍ／ｓであることがより好ましい。
　ウェハＷの主面Ｗａに対し供給されるガスの流速が、１０ｍ／ｓ超であると、わずかな段差でも乱流が生じやすくなる。すなわち、ウェハ支持部２２の上面２２ａとウェハＷの主面Ｗａ間の段差が大き過ぎると乱流が発生しやすくなってしまう。
　またウェハＷの主面Ｗａに対し供給されるガスの流速は、０．１ｍ／ｓ未満であると、本来ウェハＷ上でガスが反応しエピタキシャル成長を行うことが望ましいが、ウェハＷ上にガスが到達する前に反応が生じてしまい、ウェハ以外の部分に堆積物が付着する。これらの付着物は、剥離によりパーティクルの原因となってしまう。
　またウェハ支持部２２は、ウェハＷの周囲に沿って追従するように配置されていることが好ましい。例えば、ウェハＷにオリエーテンションフラット（ＯＦ）がついている場合は、ウェハ支持部２２はオリエンテーションフラットの形状を追従するように形成されていることが好ましい。ウェハＷのオリエンテーションフラットが形成されている部分（以下、オリフラ部という）は、平面視した際に、エピクラウンが成長するウェハＷの外周部より内側に存在する。オリエンテーションフラットの形状に追従せずウェハ支持部２２を円形に形成すると、オリフラ部とウェハ支持部２２の間に平面視で距離があり、ウェハ支持部２２による遮蔽効果を十分に得ることが難しくなる。すなわち、オリフラ部に形成されるエピクラウンを十分に抑制することが難しくなる。
　またウェハ載置面２１上に、ウェハＷに覆われていない部分があると、その部分にも結晶が堆積する。この堆積物によりウェハＷが、載置面に対し浮く場合がある。そこで、ウェハ支持部２２の内周縁は、ウェハＷの周囲に沿って追従するように配置されていることにより、オリエンテーションフラットの外側の載置面に不要な結晶が堆積することを防止できる。
　また、支持部６１は、周壁６０の内周面に全周に亘って設けられた遮蔽板支持部であり、この遮蔽板支持部上にシーリング５０の外周部が載置されている。
　本実施形態の製造装置１００においては、原料のガス導入管３０から下方に向けて原料ガスＧを供給することにより、ウェハ支持台２０上に載置されたウェハＷの外周端部の外側から、ウェハＷの主面Ｗａ上を通過するように原料ガスＧを供給する。そして、高周波コイル等からなる誘導コイル（加熱手段）７０により、ウェハＷを高温に維持しながら、この上にエピタキシャル材料を堆積させることによってエピタキシャル膜を成膜する。
　この際、加熱手段による加熱に伴って、黒鉛からなるウェハ支持部２２からカーボン（Ｃ）が発生し、原料ガスＧのガスフローにおける上流側、即ち、図８中に示す矢印ＦのＦ１側に向けてカーボンを供給することで、上流（Ｆ１）側のＣ／Ｓｉ比を高める。
　上述したように、通常、原料ガスＧを構成する炭化水素系ガスは、シラン系ガスに含まれるＳｉよりも分解速度が遅いため、特に、原料ガスＧのガスフロー上流側に位置するＳｉＣエピタキシャル膜の外周部においてＣ濃度が低くなる傾向がある。
　これに対し、本実施形態の製造装置１００によれば、黒鉛からなるウェハ支持部２２を備えた上記構成を採用することにより、原料ガスＧのガスフローの上流（Ｆ１）側に向けてカーボンを供給することで、ＳｉＣエピタキシャル膜の外周部の近傍のガスのＣ／Ｓｉ比を高め、ＳｉＣエピタキシャル膜を成長できる。これにより、原料ガスＧを構成する各成分の分解速度の違いに起因したＳｉＣエピタキシャル膜の面内におけるＣ／Ｓｉ比のばらつきを抑制できる。このように、ＳｉＣエピタキシャル膜の面内全体におけるガスのＣ／Ｓｉ比の位置依存性の低減に伴い、ＳｉＣエピタキシャル膜のキャリア濃度のばらつきも低減できる。
　尚、本実施形態の様な自公転型の装置の場合、ガスは中央から公転している搭載プレートの外周側に広がり、また原料ガスも分解・消費されてゆくので、ＳｉＣエピタキシャル膜の成長速度は搭載プレートの外周部に行くほど小さくなる。その為、ＳｉＣ基板の一方の側の端部に注目すると、中心側にいるときの成長の方が、寄与が大きい。ウェハ支持台２０が自転している場合にはある程度は平均化されるが、実質的な成長条件としてはウェハの中心部と外周部を比較してウェハ周辺部がガスの上流側になっていて、それを反映したキャリア濃度分布となる。
　ウェハ支持台２０は、図８に示す構成に限らず種々の構成を採用できる。
　図９は本発明の第５実施形態に係るウェハ支持台を示すもので、この実施形態のウェハ支持台２５は、先の実施形態と同等のウェハ設置部２１とその外周部に嵌め込まれた２重リング型のウェハ支持部２６からなる。ウェハ支持部２６は、その内周側に設けられているリング状の内周側支持部材２６Ａとその外周側に設けられているリング状の外周側支持部材２６Ｂとからなる。
　この例では内周側支持部材２６Ａと外周側支持部材２６Ｂの高さは同等であり、それらの上面２６ａにより前述の高さｈが規定される。
　本実施形態の支持部材２６Ａ、２６Ｂはいずれも黒鉛からなる。
　この実施形態では、例えば、内周側支持部材２６Ａの全面の黒鉛を露出させ、外周側支持部材２６Ｂの全面をＳｉＣやＴａＣなどの被覆層で覆うことで、成膜時にウェハ支持部２６から供給するカーボン量を先の実施形態の場合から変更できる。また、内周側支持部材２６Ａの全面をＳｉＣやＴａＣなどの被覆層で覆い、外周側支持部材２６Ｂの全面の黒鉛を露出させてもよい。この構成により、成膜時にウェハ支持部２６から供給するカーボン量を先の構造から変更できる。
　図１０は本発明の第６実施形態に係るウェハ支持台を示すもので、この実施形態のウェハ支持台２７は、ウェハ設置部２１とその外周部に設置された多重リング型のウェハ支持部２８からなる。ウェハ支持部２８は、その内周側上下に設けられているいずれも黒鉛製のリング状の内周下部側支持部材２８Ａと内周上部側支持部材２８Ｂとそれらの外周側に設けられているリング状の外周側支持部材２８Ｃとからなる。
　この構造では例えば内周下部側支持部材２８ＡをＴａＣあるいはＳｉＣの被覆層で覆い、内周上部側支持部材２８Ｂの黒鉛は全面露出させることで、内周上部側支持部材２８Ｂからのみカーボン供給ができるように構成できる。
　また、例えば内周上部側支持部材２８ＢをＴａＣあるいはＳｉＣの被覆層で覆い、内周下部側支持部材２８Ａの黒鉛は全面露出させることで、内周下部側支持部材２８Ａからのみカーボン供給ができるように構成できる。
　この形態では、内周下部側支持部材２８Ａと内周上部側支持部材２８Ｂと外周側支持部材２８Ｃのいずれを被覆層で覆っても良いし、いずれを露出させる構成としてもよい。被覆層で覆う支持部材を変更することで成膜時に供給するカーボン量を調整できる。
　図１１は本発明の第７実施形態に係るウェハ支持台を示すもので、この実施形態のウェハ支持台３２は、ウェハ設置部２１とその外周部に設置されたリング型のウェハ支持部３３からなる。ウェハ支持部３３は全体が黒鉛からなり、そのほぼ全面に被覆層が形成されているが、ウェハ支持部３３の内面に直線状、横線状、縦線状、点列状などの被覆層除去部３３ｂを複数形成し、黒鉛を部分的に露出させた構造とされている。
　この構造によって、黒鉛の露出部分を調節することで成膜時に供給するカーボン量を目的の値に調整できる。
　図１２は本発明の第８実施形態に係るウェハ支持台を示すもので、この実施形態のウェハ支持台３４は、ウェハ設置部２１とその外周部に設置されたリング型のウェハ支持部３５からなる。ウェハ支持部３５は、その内周側下部に設けられている黒鉛製のリング状の内周下部側支持部材３５Ａとこの内周下部側支持部材３５Ａの上部および外周側を覆うように設けられた黒鉛製の外周側支持部材３５Ｂとからなる。この外周側支持部材３５Ｂの内周下部側には内周段部３５Ｃが形成され、この内手段部３５Ｃに嵌合するように内周下部側支持部材３５Ａが一体化されている。
　この構造では例えば内周下部側支持部材３５ＡをＴａＣあるいはＳｉＣの被覆層で覆い、外周側支持部材３５Ｂの黒鉛は全面露出させることで、外周側支持部材３５Ｂからのみカーボン供給ができるように構成できる。
　また、例えば外周側支持部材３５ＢをＴａＣあるいはＳｉＣの被覆層で覆い、内周下部側支持部材３５Ａの黒鉛は全面露出させることで、内周下部側支持部材３５Ａからのみカーボン供給ができるように構成できる。
　図１３は本発明の第９実施形態に係るウェハ支持台を示すもので、この実施形態のウェハ支持台３６は、先の実施形態で用いられていたウェハ設置部２１の部分とその外周部に設置されたリング型の外周支持部材が一体化され、全体が黒鉛からなる。即ち、円盤状のウェハ設置部３６Ａとその外周部に一体形成されたリング状のウェハ支持部３６Ｂとからなり、ウェハ設置部３６Ａの上面がウェハ設置面３６Ｃとされ、ウェハ支持部３６Ｂの上面３６ａにより前述の高さｈが規定されている。
　図１３の構成ではウェハ支持台３６の全体が黒鉛からなるので、先の実施形態より多くのカーボン供給を行う場合に好適な構造となる。
　以上説明したように、ウェハ支持台は種々の形態を採用することができる。
　また、各実施形態のウェハ支持部のＢ－Ｂ’面における断面の形状は、図８～図１３に示すような、四角形である必要はなく、三角形などの形状でもよい。
（エピタキシャルウェハ）
　図１４は、ウェハ上にエピタキシャル膜を有し、エピタキシャル膜が平坦部とエピクラウンとを有する場合の断面模式図である。また図１５は、エピクラウンが形成されたエピタキシャルウェハ周辺部の断面を拡大したＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像（断面ＳＥＭ画像）である。図１４に示すように、ウェハＷ上にはエピタキシャル膜Ｅが積層されている。エピタキシャル膜Ｅは、平坦部ＥｆとエピクラウンＥｃを有する。エピタキシャル膜Ｅは平坦に形成することが基本であり、平坦部Ｅｆの膜厚はほぼ一様であり、中央Ｃにおける膜厚に対し±５％の範囲の厚さである。これに対しエピクラウンＥｃの高さは、ウェハ中央の膜厚に対し４０～１００％超の膜厚を有する。ここで、エピクラウンの高さとは、主面上のエピタキシャル層表面の水準面（図１５の線ｂ）からエピクラウンの頂面又は頂点（図１５の線ａ）までの高さｈｅである。水準面とは、エピタキシャルウェハが形成された理想的な表面であり、水準となる面である。本来、エピタキシャル膜は中心と、その他の部分で同一膜厚であることが理想的である。水準面は、基板ウェハの主面を基準とした場合、基板ウェハの最表面である主面（図１５の線ｃ）から鉛直方向にウェハの中心におけるエピタキシャル膜厚分だけ離れた面を意味する。すなわち、「水準面からエピクラウンの頂面（頂点）までの高さ」とは言い換えると、エピクラウンの頂面（頂点）からウェハの水準面に対しておろした鉛直線の幅を意味する。なお、基板ウェハの端部が面取りされている場合にエピクラウンの頂面（頂点）が面取りされた部分の上に成長したエピタキシャル層の表面に存在するときでも、その部分の表面をエピクラウンの頂面（頂点）とし、その頂面（頂点）から、外挿された主面上のエピタキシャル層表面の水準面までの距離をエピクラウンの高さとすればよい。
　またウェハ周辺部とは、ウェハの周辺であってデバイスの作製上大きな影響を及ぼす部分を意味する。ウェハにＯＦが形成されている場合、ＯＦ付近は、デバイス作製上、一定幅で除かれるため、実質的にはクラウンの製品品質への影響は小さいため、ウェハ周辺部に「ＯＦ部」は含まれていなくてもよい。
　エピクラウンＥｃを有すると、エッジエクスクルージョンの幅が大きくなり、チップの取れる有効面積率を低下させてしまう。また種々の欠陥の起因となっている可能性もある。さらに高さが大きい場合は、デバイス形成工程で不都合を生じる。ここで、膜厚とはウェハＷの主面Ｗａに対して鉛直な方向のエピタキシャル膜の膜厚を意味する。膜厚およびエピクラウンの高さは、図１５のように断面ＳＥＭ画像から測定することができる。
　図１６は本発明の第１～第９実施形態に係るウェハ支持台を有する化学気相成長装置で作成されたエピタキシャルウェハのウェハ中央を通る任意の断面の断面模式図である。
　本実施形態に係るエピタキシャルウェハは、ウェハＷの主面Ｗａ上にエピタキシャル膜Ｅを有し、前記エピクラウンの高さが、ウェハ中央Ｃのエピタキシャル膜の膜厚に対し３０％以内である。
　図１７は本実施形態に係るエピタキシャルウェハの周辺部Ｒの断面を拡大したＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）画像である。写真撮影した部分はウェハのＯＦ部分ではなく、ＯＦが形成されていない周辺部である。ウェハの端部には小さな面取りがなされているため、表面の角の部分が丸みを持っている。なお、図１７の写真においては、画像上周辺部が見えにくくなっているため、周辺部に対応する箇所を点線でなぞっている。
　ウェハ周辺部の表面は主面の表面である水準面の延長線上にあり、エピクラウンの高さは０であり、エピクラウンの発生が抑制されている。なお、図１７において一点鎖線で囲まれた部分は、劈開時に生じた凹凸等であり、エピクラウンではない。ＳｉＣ単結晶は非常に硬いため、劈開時にこのような凹凸がみられる場合があるが、エピクラウンでないことは倍率等を変更しながら確認すれば、明確に判断することができる。
　ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚が３０μｍ以上であることが好ましい。エピタキシャル膜の膜厚が３０μｍいじょうであれば高耐圧のデバイスを作製することができる。
特に、ＳｉＣからなるエピタキシャル膜を用いたデバイスでは、高耐圧性を溶供されるため、特に好ましい。
　エピタキシャル膜Ｅは、特に制限されず、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＩＩＩ－Ｖ族化合物等でもよく。ウェハＷも特に制限はされない。しかし、特に成長温度が高く、成長圧力が低いＳｉＣのエピタキシャル成長に好適に適用することができる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
　以下、実施例により本発明の効果をより明らかなものとする。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。
（実施例１）
　ウェハとして、ＯＦを有する板厚３５０μｍの４インチ（０００１）Ｓｉ面４°オフのＳｉＣ基板を用い、プラネタリ型の化学気相成長装置のウェハ支持台上に載置した。このときウェハの周囲には、ウェハ支持部としてリング状部材を配置した。このリング状部材の厚みは２ｍｍのものを用いた。リング状部材の断面は四角形であり、その反応空間側の上面からウェハ載置面に載置されたウェハの主面までの高さは１．６５ｍｍとした。リング部材は、ウェハのＯＦ部に対応する位置に直線部を設け、リング部材の内側がウェハの周囲に沿って追従するようにした。ウェハ外周とリング部材の距離は、０．１５ｍｍとなる様にした。
　原料ガスとしては、シランとプロパンの混合ガスを用い、キャリアガスとして水素ガスを用いて、成長圧力１５ｋＰａ、成長温度１６００℃で、ウェハの中央に相当する部分の流速２ｍ／ｓでウェハに向かって供給した。
　このような条件下で、エピタキシャル膜を平坦部で３０μｍ成長させ、その時に形成されたエピクラウンの高さを測定した。その結果、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの高さが６μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの膜厚が６μｍで同じであった。
（実施例２）
　リング状部材の内側が円形でＯＦ部を設けなかったこと以外は、実施例１と同一の条件でエピクラウンの膜厚を測定した。
　その結果、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの高さが２４μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの高さが８μｍであった。
（実施例３）
　ウェハを板厚５００μｍのＳｉＣ基板としたこと以外は、実施例２と同一の条件でエピクラウンの膜厚を測定した。
　その結果、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの高さが３２μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの膜厚が９μｍであった。
（実施例４～６）
　リング状部材の膜厚を４ｍｍとしたこと以外は、それぞれ実施例１～３と同様の条件でエピクラウンの膜厚を測定した。
　実施例４では、エピクラウンは見られなかった。
　実施例５では、ＯＦ部以外にはエピクラウンは見られなかった。
　実施例６では、ＯＦ部以外にはエピクラウンは見られず、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの膜厚が２０μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの膜厚が０μｍであった。
（比較例１～３）
　リング状部材の膜厚を１ｍｍとしたこと以外は、それぞれ実施例１～３と同様の条件でエピクラウンの膜厚を測定した。
　比較例１では、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの膜厚が１３μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの膜厚が１３μｍであった。
　比較例２では、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの膜厚が２９μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの膜厚が１３μｍであった。
　比較例３では、ＳｉＣ基板のＯＦ面に形成されたエピクラウンの膜厚が５０μｍ、ＯＦ面以外の外周面のエピクラウンの膜厚が２０μｍであった。
　実施例１～６および比較例１～３の結果を表１にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１からみてとれるように、ウェハ支持部上面からウェハ主面までの高さが大きくなるに従い、エピクラウンの膜厚が小さくなっていることがわかる。また比較例１～３と比較して、ウェハ支持部上面からウェハ主面までの高さが１ｍｍ以上である実施例１～６は、ＯＦ部分以外はエピクラウンが抑制されており、エピクラウンの高さが、ウェハ中央の膜厚に対し３０％以内であることがわかる。また、リング部材の内側がウェハの周囲に沿って追従することにより、ウェハ周縁部全周にわたってクラウン高さを抑制することができる。
［実施例７］
　実施例７においては、まず、ＳｉＣ基板（６インチ、４Ｈ－ＳｉＣ－４°ｏｆｆ基板）のＣ面を主面とし、二次粒子の平均粒径が０．２５μｍのダイヤモンドスラリーを用いてラップ式研磨を施した後、さらに、ＣＭＰ研磨を施した。
　Ｃ面上のＳｉＣエピタキシャル成長では、キャリア濃度がＣ／Ｓｉ比の影響を大きく受けるため、キャリア濃度分布が大きくなる。今回、カーボン部材によるキャリア濃度分布改善の効果をより顕著に示すため、Ｃ面ウェハを用いた。
　次に、研磨後のＳｉＣ基板の主面（Ｃ面）に、図１に示すような製造装置（ＣＶＤ成膜装置）を用いて、ＳｉＣエピタキシャル膜を５μｍの厚さで成膜した。この際、搭載プレート上に設けられたウェハ支持台（サテライト）の上にＳｉＣ基板を載置し、このＳｉＣ基板を自公転させながら、原料ガスをキャリアガスとともに供給した。
　また、この際の成膜条件としては、成長温度を１６００℃とし、キャリアガスに水素、ドーパント用ガスとして窒素を用い、Ｃ原料ガスとしてプロパンを、Ｓｉ原料ガスとしてシランを用い、Ｃ／Ｓｉ比は１．１とした。
　本実施例においては、ウェハ支持台として、図８のタイプのものを使用した。すなわち、ウェハ支持台の上にリング状のウェハ支持部２２を設けた構造である。またこの時のウェハ支持台２０の基材は、超高純度黒鉛からなるものを用いた。ウェハ支持台２０において、ウェハ設置部２１はＳｉＣの被覆層で覆い黒鉛は露出していない。ウェハ支持部２２は超高純度黒鉛が露出したカーボン供給源をもつリング状構造としている。すなわちリングの上面はＳｉＣであり、その下方に黒鉛がある構造となっている。リング状部材の断面は四角形であり、その反応空間側の上面からウェハ載置面に載置されたウェハの主面までの高さは１．６５ｍｍとした。リング部材は、ウェハのＯＦ部に対応する位置に直線部を設け、リング部材の内側がウェハの周囲に沿って追従するようにした。ウェハ外周とリング部材の距離は、０．１５ｍｍとなる様にした。
　市販されている超高純度黒鉛は、不純物としてＢが０．１ｐｐｍ ｗｔ、Ｍｇが０．０．００１ｐｐｍ ｗｔ以下、Ａｌが０．００１ｐｐｍ ｗｔ以下、Ｔｉが０．００１ｐｐｍ ｗｔ以下、Ｖが０．００１ｐｐｍ ｗｔ以下、Ｃｒが０．００４ｐｐｍ ｗｔ以下、Ｆｅが０．０２ｐｐｍ ｗｔ以下、Ｎｉが０．００１ｐｐｍ ｗｔ以下程度であり、さらにベークして窒素を除去したものを用いた。従って、カーボン以外の元素が供給されることは殆んどない。
　そして、上記手順で得られた、ＳｉＣ基板の主面にＳｉＣエピタキシャル膜が形成されたＳｉＣエピタキシャルウェハに関し、ＣＶ測定装置を用いて、ＳｉＣエピタキシャルウェハの半径方向において、外周端部～中心部～外周端部に向けて、１０ｍｍピッチでキャリア濃度を測定し、結果を図１８Ａおよび図１８Ｂのグラフに示した。
　なお、図１８ＡはＳｉＣエピタキシャルウェハの半径方向におけるキャリア濃度の分布を示すグラフであり、図１８Ｂはウェハ中心のキャリア濃度に対するＳｉＣエピタキシャルウェハの半径方向におけるキャリア濃度の比を示したグラフである。
［比較例４］
　比較例４においては、製造装置として、ウェハ支持部２２であるリングの表面全体がＳｉＣであり黒鉛が露出している部分がない構造のものを用いた点を除き、実施例７と同様の手順及び条件でＳｉＣエピタキシャルウェハを作製した。
　そして、上記実施例７と同様の方法で、ＳｉＣエピタキシャルウェハの半径方向において、外周端部～中心部～外周端部に向けて、１０ｍｍピッチでキャリア濃度を測定し、結果を図１８Ａおよび図１８Ｂのグラフに示した。
［評価結果］
　図１８Ａおよび図１８Ｂのグラフに示すように、本発明の製造装置を用い、原料ガスの上流にカーボンを供給しながら、ＳｉＣ基板の主面にＳｉＣエピタキシャル膜を形成することで得られた実施例７のＳｉＣエピタキシャルウェハは、面内全体においてキャリア濃度が比較例４と比較して均一であることがわかる。
　ここで、比較例４では、ウェハ中心部付近において比較的低いキャリア濃度を示しているものの、ウェハ外周部（エッジ付近）においては非常に高いキャリア濃度を示しており、ＳｉＣエピタキシャル膜の面内におけるキャリア濃度が著しく不均一となっていることがわかる。
　一方、実施例７では、キャリア濃度のばらつきが比較例４より低減していた。図１８Ｂに示すように、比較例４ではキャリア濃度のばらつき（中央部と外周部のキャリア濃度の差）は２５％以上であったのに対して、実施例７では１０％程度であった。
　特に、実施例７では、面内全体において比較例１に比べてキャリア濃度が低く制御されており、特に、ウェハ外周部において、キャリア濃度が大きく低減されていることがわかる。
　上記結果より、実施例７で作製したＳｉＣエピタキシャルウェハにおいて、特に、外周部におけるキャリア濃度が低減されている理由としては、原料ガスの上流側、即ち、ウェハの周囲に黒鉛からなるウェハ支持部を設置し、ここからカーボンを供給する条件でＳｉＣエピタキシャル膜を成膜したことにより、ガスフローの上流側に位置するウェハ外周部においてＣ／Ｓｉ比が高められ、これに伴って、この位置のキャリア濃度が低くなったものと考えられる。
１００…製造装置、
１０…搭載プレート、
１０ａ、１０Ａ…搭載プレート上面、
１１…凹状収容部、
１２…回転軸、
１３…回転台、
２０、２５、２７、３２、３４、３６…ウェハ支持台、
２１、３６Ａ…ウェハ載置部、
２１ａ、３６ｃ…ウェハ載置面、
２２、２６、２８、３３、３５、３６…ウェハ支持部、
２２ａ、２６ａ、２８ａ、３３ａ、３５ａ、３６ａ…ウェハ支持部上面、
２３…リング状部材、
３０…ガス導入管、
３１…ガス導入口、
５０…シーリング、
６０…周壁、
７０…誘導コイル、
Ｇ…原料ガス、
Ｋ…反応空間、
Ｗ…ウェハ、
Ｗａ…ウェハ主面、
Ｅ…エピタキシャル膜、
Ｅｆ…平坦部、
Ｅｃ…エピクラウン、
Ｃ…中央、Ｒ…周辺部。
 

Claims (17)

  1. 　ウェハの主面上に、化学気相成長法によってエピタキシャル膜を成長させる化学気相成長装置に用いられるウェハ支持台であって、
    　前記ウェハ支持台は、その上面に基板が載置されるウェハ載置面と、載置されるウェハの周囲を囲むように起立するウェハ支持部とを有し、
    　前記ウェハ支持部の反応空間側の上面の最もウェハ載置面から遠い部分から、前記ウェハ載置面に載置されるウェハの主面までの高さが１ｍｍ以上であることを特徴とするウェハ支持台。
  2. 　前記ウェハ支持部が、ウェハの主面上に形成されるエピタキシャル膜と同じ材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のウェハ支持台。
  3. 　前記ウェハ支持部の少なくとも一部が前記エピタキシャル膜の構成元素の一部を含む材料からなることを特徴とする請求項１に記載のウェハ支持台。
  4. 　前記ウェハがＳｉＣ単結晶基板であり、前記エピタキシャル膜がＳｉＣエピタキシャル膜であり、前記ウェハ支持部の少なくとも一部が黒鉛からなることを特徴とする請求項３に記載のウェハ支持台。
  5. 　前記ウェハ支持部が黒鉛から成り、前記ウェハ支持部の少なくとも一部に被覆層が形成されて前記被覆層で覆われていない部分に黒鉛が露出されたことを特徴とする請求項４に記載のウェハ支持台。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載のウェハ支持台を有する化学気相成長装置。
  7. 　前記ウェハ支持台上に載置されるウェハの主面に対し供給されるガスの流速が、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることを特徴とする請求項６に記載の化学気相成長装置。
  8. 　前記ウェハ支持部と、前記ウェハ載置面にウェハを載置した際のウェハの外周面との間隔が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下となるように設計されていることを特徴とする請求項６に記載の化学気相成長装置。
  9. 　前記エピタキシャル膜を成長させる際の成長圧力を２５ｋＰａ以下とし、成長温度が１４００℃以上とすることができる請求項６に記載の化学気相成長装置。
  10. 　請求項６の化学気相成長装置であって、
    　ＳｉＣ基板の主面上に、化学的気相成長法によってＳｉＣエピタキシャル膜を成長させるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造装置であり、
    　凹状収容部を有する搭載プレートと、前記凹状収容部内に配置され、上面にＳｉＣ基板が載置される前記ウェハ支持台を備えたことを特徴とする化学気相成長装置。
  11. 　前記ウェハ支持台上に載置されるＳｉＣ基板の主面に対し供給されるガスの流速が、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１０に記載の化学気相成長装置。
  12. 　ＳｉＣ基板の主面上に、化学的気相成長法によってＳｉＣエピタキシャル膜を成長させるＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法であって、
    　凹状収容部を有する搭載プレートと、前記凹状収容部内に配置され、上面にＳｉＣ基板が載置される請求項１～５のいずれか一項に記載のウェハ支持台を備えた化学気相成長装置を用い、
    　前記ウェハ支持部の上を乗り越えてから前記ＳｉＣ基板の主面上に到達する原料ガスの流れを生成させつつ前記ＳｉＣ基板上にＳｉＣエピタキシャル膜を生成することを特徴とするＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  13. 　前記ウェハ支持台上に載置されるＳｉＣ基板の主面に対し供給されるガスの流速が、０．１ｍ／ｓ～１０ｍ／ｓであることを特徴とする請求項１２に記載のＳｉＣエピタキシャルウェハの製造方法。
  14. 　請求項６に記載の化学気相成長装置で作製されたエピタキシャルウェハであって、
    　ウェハの主面上にエピタキシャル膜を有し、前記エピタキシャル膜のウェハ周辺部に形成されるエピラウンのエピタキシャル膜の水準面に対する高さが、ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚の３０％以内であるエピタキシャルウェハ。
  15. 　請求項１０に記載の化学気相成長装置で作製されたエピタキシャルウェハであって、
    　ウェハの主面上にエピタキシャル膜を有し、前記エピタキシャル膜のウェハ周辺部に形成されるエピラウンのエピタキシャル膜の水準面に対する高さが、ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚の３０％以内であるエピタキシャルウェハ。
  16. 　前記ウェハ中央のエピタキシャル膜の膜厚が３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１４に記載のエピタキシャルウェハ。
  17. 　前記エピタキシャル膜が炭化ケイ素からなることを特徴とする請求項１４に記載のエピタキシャルウェハ。
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