WO2019043865A1 - サセプタ、エピタキシャル成長装置、エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、ならびにエピタキシャルシリコンウェーハ - Google Patents

サセプタ、エピタキシャル成長装置、エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、ならびにエピタキシャルシリコンウェーハ Download PDF

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和宏 楢原
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    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System

Definitions

  • the present invention relates to a susceptor and an epitaxial growth apparatus comprising the susceptor. Furthermore, the present invention relates to a method of manufacturing an epitaxial silicon wafer using the susceptor, and an epitaxial silicon wafer.
  • a silicon wafer grows single crystal silicon by the Czochralski method (CZ method) or the like, cuts the silicon single crystal into blocks, and then thinly slices it into a flat surface grinding (lapping) process, etching process and mirror polishing It can be obtained by final cleaning through the (polishing) step. After that, if various quality inspections are performed and no abnormality is confirmed, the product is shipped.
  • CZ method Czochralski method
  • an epitaxial layer made of a single crystal silicon thin film is vapor-phase grown (epitaxial growth) on the surface of a silicon wafer. To produce an epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 1 shows a plan view of a conventionally known general susceptor 1 and a schematic view of an AA sectional view.
  • the susceptor 1 is provided with a circular concave counterbore 11, and the silicon wafer W is mounted so that the center of the silicon wafer W is positioned at the center of the counterbore 11.
  • the silicon wafer W and the susceptor 100 are in contact at the ledge portion 110L.
  • the radial distance L between the center of the susceptor and the opening edge 11C of the counterbore 11 is constant in the circumferential direction. Therefore, the radially outer end face of the silicon wafer W, called pocket width L p, a constant distance L also circumferential direction of the inner peripheral wall surface 11A. Therefore, the opening edge 11C draws a circular arc when the susceptor 1 is viewed from the top.
  • the difference H (also referred to as "sack depth") of the height between the upper end (corresponding to the opening edge 11C) and the lower end of the inner peripheral wall surface 11A on the opening edge 11C side of the counterbore 11 of the susceptor 1 is because it is constant in direction, it is the inner and upper end of the peripheral wall 11A, a difference H w also constant height with the surface of the silicon wafer W.
  • a silicon wafer whose main surface is a ⁇ 100 ⁇ plane repeats the ⁇ 110> orientation and the ⁇ 100> orientation in units of 45 degrees. Due to the periodicity of the crystal orientation, when an epitaxial layer is grown on the surface of a silicon wafer, the epitaxial layer grows with a growth rate (referred to as “growth rate orientation dependency”) which is different in a 90 degree cycle.
  • growth rate orientation dependency a growth rate which is different in a 90 degree cycle.
  • the film thickness of the epitaxial layer largely fluctuates in the circumferential direction due to the growth rate difference for each crystal orientation, and the influence is larger as the wafer edge region (outer peripheral region). Therefore, the growth rate orientation dependency is known as the cause of deteriorating the flatness of the epitaxial silicon wafer.
  • Patent Document 1 discloses a susceptor which changes its structure and / or shape periodically according to a change in crystal orientation of a semiconductor wafer near the inner circumferential surface of a susceptor opening. Further, in Patent Document 1, the partial heat capacity of the susceptor, the pocket counterbore depth, or the pocket width changes periodically at a cycle of 90 degrees, 180 degrees, or 270 degrees. It is disclosed that it is preferable to change the shape and / or.
  • Patent Document 1 when the pocket width of the susceptor is increased, the silicon source gas is smoothly supplied to the peripheral portion of the silicon wafer, and the epitaxial layer growth rate in the peripheral portion is increased. On the other hand, when the pocket width of the susceptor becomes narrow, the opposite phenomenon occurs and the growth rate becomes slow. In addition, when the counterbore depth of the susceptor is reduced, the silicon source gas is smoothly supplied to the wafer peripheral portion, and the epitaxial layer growth rate in the peripheral portion is increased. On the other hand, when the counterbore depth of the susceptor becomes deep, the opposite phenomenon occurs and the growth rate becomes slow.
  • the susceptor according to Patent Document 1 the growth rate orientation dependency can be suppressed, and the film thickness distribution of the epitaxial layer can be improved.
  • the susceptor 2 can be exemplified in which the opening edge 21C of the counterbore 21 draws four arcs when the susceptor 2 is viewed from the top.
  • the susceptor 2 shown in FIG. 3 can change the pocket width L p periodically according to the change in the crystal orientation of the silicon wafer.
  • an object of this invention is to provide the susceptor which can improve the circumferential direction uniformity of the flatness of the epitaxial layer of an epitaxial silicon wafer.
  • Another object of the present invention is to provide an epitaxial growth apparatus provided with this susceptor.
  • Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing an epitaxial silicon wafer using this susceptor, and an epitaxial silicon wafer having improved circumferential uniformity of flatness obtained thereby.
  • the present inventors diligently studied to solve the above problems.
  • the inventor formed the epitaxial layer using the susceptor 2 in which the opening edge 21C of the counterbore 21 shown in FIG. 3 draws four arcs (curvature radius R).
  • This and opening edge 21C of the counterbore 21 of the susceptor 2 the pocket width L P is the distance between the silicon wafer W varies in the circumferential direction at 90 ° intervals. Then, assuming that the angle of the position where the pocket width L P is minimum is 0 degree, the pocket width L P becomes minimum at each of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees The pocket width L P is maximum at 315 degrees.
  • a susceptor for mounting a silicon wafer in an epitaxial growth apparatus comprising: The susceptor is provided with a recessed counterbore portion on which the silicon wafer is mounted; When the radial distance between the center of the susceptor and the opening edge of the counterbore varies in the circumferential direction with a cycle of 90 degrees, and the angle at the position where the radial distance is the minimum is 0 degrees, The radial distance is minimized at each of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and the radial distance is maximized at each of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees,
  • the susceptor is characterized in that the opening edge when viewed from above the susceptor draws four elliptical arcs that are convex radially outward.
  • a susceptor for mounting a silicon wafer in an epitaxial growth apparatus comprising: The susceptor is provided with a recessed counterbore portion on which the silicon wafer is mounted;
  • the difference in height between the upper end and the lower end of the inner peripheral wall surface on the opening edge side of the counterbore fluctuates in the circumferential direction at a cycle of 90 degrees, and the angle of the position at which the difference in height becomes maximum is 0 degrees
  • the opening edge of the counterbore describes four elliptical arcs with the bottom surface side of the counterbore convex.
  • the epitaxial silicon wafer which mounted the silicon wafer so that the ⁇ 110> orientation of a silicon wafer may be located in the direction of said 0 degree of ⁇ 3> said susceptor, and formed the epitaxial layer on the surface of the said silicon wafer.
  • t Max is the maximum thickness of the epitaxial layer in the circumferential direction at the position of 1 mm
  • t Max is the minimum thickness of the epitaxial layer in the position of 1 mm
  • t Ave is the edge Average thickness of circumferential epitaxial layer at 1 mm position
  • a susceptor for mounting a silicon wafer in an epitaxial growth apparatus comprising: The susceptor is provided with a recessed counterbore portion on which the silicon wafer is mounted; When the radial distance between the center of the susceptor and the opening edge of the counterbore varies in the circumferential direction with a cycle of 90 degrees, and the angle at the position where the radial distance is the minimum is 0 degrees, The radial distance is minimized at each of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and the radial distance is maximized at each of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees, When the susceptor is viewed from the top, the opening edge draws four first elliptic arcs that are convex radially outward, The difference in height between the upper end and the lower end of the inner peripheral wall surface on the opening edge side of the counterbore fluctuates in the circumferential direction at a cycle of 90 degrees, and the angle of the position at which the difference in height becomes maximum is
  • the epitaxial silicon wafer which mounted the silicon wafer so that the ⁇ 110> orientation of a silicon wafer may be located in the direction of said 0 degree of ⁇ 5> said susceptor, and formed the epitaxial layer on the surface of the said silicon wafer.
  • t Max is the maximum thickness of the epitaxial layer in the circumferential direction at the position of 1 mm
  • t Max is the minimum thickness of the epitaxial layer in the position of 1 mm
  • t Ave is the edge Average thickness of circumferential epitaxial layer at 1 mm position
  • An epitaxial growth apparatus comprising the susceptor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • An epitaxial silicon wafer characterized in that a circumferential variation index ⁇ t 0 of a film thickness distribution of the epitaxial layer in the circumferential direction at a position of an edge 1 mm in accordance with is 0.75% or less.
  • the present invention it is possible to provide a susceptor capable of enhancing the circumferential uniformity of the flatness of the epitaxial layer of the epitaxial silicon wafer. Further, according to the present invention, an epitaxial growth apparatus provided with this susceptor can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an epitaxial silicon wafer using this susceptor and an epitaxial silicon wafer having improved circumferential uniformity of flatness obtained thereby.
  • FIG. 1A is a schematic plan view of a conventionally known susceptor and FIG. It is a schematic diagram explaining the crystal orientation of the silicon wafer which makes a main surface a ⁇ 100 ⁇ surface. It is a schematic diagram of the susceptor in which the opening edge of a counterbore draws four circular arcs. It is a model top view of the susceptor according to 1st Embodiment of this invention.
  • FIG. 4B is an enlarged schematic view in the vicinity of the range of 0 degrees to 90 degrees of FIG. 4A.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 4A. It is CC sectional drawing in FIG. 4A.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a susceptor according to another embodiment of the present invention.
  • 1 is an epitaxial growth apparatus comprising a susceptor in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 Relative value ⁇ t of circumferential film thickness distribution of epitaxial layer at thickness 1 mm of epitaxial silicon wafers obtained using susceptors according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 and Conventional Example 1 to thickness average t Ave It is a graph which shows theta .
  • the susceptor 100 according to a first embodiment of the present invention is a susceptor for mounting a silicon wafer W in an epitaxial growth apparatus.
  • the susceptor 100 is provided with a concave counterbore portion 110 on which the silicon wafer W is mounted, and the radial distance L between the center of the susceptor 100 and the opening edge 110C of the counterbore portion 110 is a cycle of 90 degrees It fluctuates in the circumferential direction.
  • the radial distance L becomes minimum at each of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and 45 degrees, 135 degrees, and 225 degrees.
  • the radial distance L is maximum at each of 315 degrees. Therefore, following the fluctuation of the radial direction distance L, the pocket width Lp also fluctuates.
  • the opening edge 110C when the susceptor 100 is viewed from the top draws four elliptical arcs that are convex radially outward. Because the radial distance L varies in the circumferential direction at a cycle of 90 degrees, the four elliptic arcs have a four-fold rotational symmetry relationship.
  • FIG. 4A only one ellipse which comprises an elliptical arc is shown in figure for simplification of a figure.
  • FIG. 4B shows an enlarged schematic view in the vicinity of the range of 0 degrees to 90 degrees of FIG. 4A.
  • the opening edge 110C draws an elliptical arc convex outward in the radial direction, and the radial distance L becomes the minimum value L 1 at the positions of 0 degree and 90 degrees, and the radial distance L becomes the maximum value L at the position of 45 degrees. 2 (see also FIG. 4C and FIG. 4D).
  • the direction of 45 degrees coincides with the minor axis direction of the elliptic arc.
  • a circular arc (curvature radius R, illustrated by an alternate long and short dash line) is illustrated for comparison with the elliptic arc.
  • the radial distance L from the susceptor center is an elliptic arc at positions of 0 degree (minimum radial distance L), 45 degrees (maximum radial distance L) and 90 degrees (minimum radial distance L).
  • an ellipse shown by a two-dot chain line
  • the variation rate of radial direction distance L from the position of 0 degree is large compared with the variation rate in the case of a circle.
  • the arc is inscribed in an elliptical arc drawn by the opening edge 110C at a position of 45 degrees at which the radial distance L is maximum.
  • the pocket width L p1 of the susceptor 100 is minimized at the 0 degree position, and the pocket width L p2 of the susceptor 100 is maximized at the 45 degree position as shown in FIG. 4D.
  • the pocket width L P of the susceptor 100 is widened, it silicon source gas is easily supplied smoothly to the peripheral portion of the silicon wafer W, the epitaxial layer growth rate of the peripheral portion is increased.
  • the pocket width L p of the susceptor 100 becomes narrow, the opposite phenomenon occurs, and the growth rate becomes slow.
  • the epitaxial layer growth rate is slow near 0 degrees and 0 degrees in the circumferential direction, while the epitaxial layer growth rate becomes fast near 45 degrees and 45 degrees in the circumferential direction. Then, since the opening edge 110C draws the above-mentioned elliptical arc, the pocket width L P and the variation of the radial distance L from the center of the susceptor also follow the shape of the elliptical arc.
  • the growth rate orientation dependency is extremely effective. Can be suppressed. And, by carrying out epitaxial growth while suppressing the growth rate orientation dependency in this way, circumferential uniformity of the flatness of the epitaxial layer of the epitaxial silicon wafer can be enhanced.
  • the silicon wafer W is placed such that the ⁇ 110> orientation of the silicon wafer W is in the direction of 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees of the susceptor 100,
  • the 100> orientation is located in the directions of 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees of the susceptor 100.
  • a susceptor 100, so as to vary from the pocket width L p of 1 mm ⁇ 4 mm is a radial distance between the silicon wafer W, it is preferable to form the elliptical arc of the foregoing.
  • the scope of the pocket width L p is not limited diameter of the silicon wafer, it is sufficient to vary in the range also comparable to a diameter 150 mm ⁇ 450 mm. For example, when the diameter of the silicon wafer is 300 mm (radius 150 mm), the radial distance L corresponding to the pocket width L p is 151 mm to 154 mm.
  • the relationship between the major axis (length of the major axis) and minor axis (length of the minor axis) of the ellipse constituting the elliptical arc and the chord of the elliptical arc is the maximum and minimum relationships of the radial distance L at the above-mentioned angular positions.
  • an elliptical arc is provided to be satisfactory.
  • the elliptic conditions (major axis and minor axis, minor axis direction and elliptic arc chord) of the elliptic arc which satisfy this condition are generally determined by the geometrical positional relationship.
  • the periphery of the epitaxial silicon wafer on which the silicon wafer W is placed so that the ⁇ 110> orientation of the silicon wafer is positioned in the 0 degree direction of the susceptor 100 and the epitaxial layer is formed on the surface of the silicon wafer W
  • an elliptical arc is provided such that the circumferential variation index ⁇ t 0 of the film thickness distribution of the epitaxial layer in the direction is 0.75% or less.
  • the circumferential direction variation index ⁇ t 0 is expressed by the following equation [1]: (In the formula [1], t Max is the maximum thickness of the epitaxial layer in the circumferential direction at the position of 1 mm in the edge, t Max is the minimum thickness of the epitaxial layer in the circumferential direction at the position of 1 mm in the edge, t Ave is the edge of 1 mm
  • the average thickness of the circumferential epitaxial layer at the position of More preferably, the major axis of the ellipse which comprises an elliptical arc is 1/2 or more of the largest aperture diameter of the counterbore part 110. As shown in FIG.
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 can be 0.10% or more according to the present embodiment.
  • FIG. 4D the opening of the counterbore
  • the inclination angle of the ledge portion 110L which is a portion where the silicon wafer W contacts the susceptor 100, may be changed in addition to the provision of the flat surface 110D. Absent.
  • it is possible to change the period of the control member such as the change of the angle of the counterbore wall, the heat capacity of the susceptor, and the asperities near the counterbore of the susceptor.
  • the difference H between the upper end (opening edge 110C) and the lower end of the inner peripheral wall surface 110A on the opening edge 110C side of the counterbore 110 of the susceptor 100 Is illustrated as being constant at H 0 , so the shoulder opening height H W 0 is also constant.
  • the height difference H and the shoulder opening height H W0 do not have to be constant, and may be varied.
  • a susceptor 200 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A-5D.
  • the susceptor 200 according to the second embodiment of the present invention is a susceptor for mounting a silicon wafer W in an epitaxial growth apparatus.
  • the susceptor 200 is provided with a concave counterbore 210 on which the silicon wafer W is placed, and the upper end (corresponding to the opening edge 210C) and the lower end of the inner peripheral wall surface 210A on the opening edge 210C side of the counterbore 210
  • the height difference H varies in the circumferential direction at a cycle of 90 degrees and the angle at the position at which the height difference H is maximum is 0 degrees, it is 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, respectively. While the height difference H is maximized, the height difference H is minimized at 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees.
  • the opening edge 210C of the counterbore 210 draws four elliptical arcs with the bottom side of the counterbore 210 as a convex.
  • FIG. 5B shows a radially outward projection of the susceptor 200 of the opening edge 210 in FIG. 5A.
  • the solid line in FIG. 5B is an elliptic arc, and the broken line is an arc.
  • This elliptic arc is flat with respect to the arc as described in detail with reference to FIG. 4B, and the rate of change of the height difference H from the position of 0 degrees is larger than the rate of change in the case of the arc.
  • the four elliptic arcs in the radially outward projection are in a rotationally symmetric relationship with the elliptic arc shown in FIG. 4B and 90 degrees with respect to the center of the susceptor. Referring also to FIGS.
  • the height difference H becomes the maximum value H 1 at the positions of 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and 45 degrees, 135 degrees, 225 degrees, and 315 degrees.
  • the height difference H becomes the minimum value H 2 at the position of.
  • the short axis direction of the ellipse constituting the elliptic arc in FIG. 5B coincides with the vertical direction.
  • the silicon source gas is smoothly supplied to the wafer peripheral portion, and the epitaxial layer growth rate in the peripheral portion is increased. That is, when the height difference H w between the surface of the silicon wafer W, which is also called shoulder height, and the opening edge 210C of the susceptor, and hence the height difference H, becomes smaller, the epitaxial layer growth rate in the peripheral portion becomes faster.
  • the counterbore depth of the susceptor becomes deep, the opposite phenomenon occurs and the growth rate becomes slow. That is, when the shoulder opening height difference H w and hence the height difference H become large, the epitaxial layer growth rate in the peripheral portion becomes slow.
  • the epitaxial layer growth rate is high near 0 degrees and 0 degrees in the circumferential direction, while the epitaxial layer growth rate becomes slow near 45 degrees and 45 degrees in the circumferential direction.
  • the opening edge 210C draws an elliptical arc in the radial outward projection, the height difference H also follows the shape of the elliptical arc.
  • the silicon wafer W is placed so that the ⁇ 110> orientation of the silicon wafer W is located in the direction of 0 degree, 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees of the susceptor 100, as in the first embodiment described above.
  • the growth rate orientation dependency can be extremely effectively suppressed. And, by carrying out epitaxial growth while suppressing the growth rate orientation dependency in this way, circumferential uniformity of the flatness of the epitaxial layer of the epitaxial silicon wafer can be enhanced.
  • the relationship between the major axis (length of the major axis) and minor axis (length of the minor axis) of the ellipse constituting the elliptic arc in the radial projection and the chord of the elliptic arc is the difference H in height at the above-mentioned angular position
  • H the difference in height at the above-mentioned angular position
  • the elliptic arc is provided such that a circumferential variation index ⁇ t 0 of the film thickness distribution of the epitaxial layer in the direction is 0.75% or less.
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 is defined by the above-mentioned equation [1].
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 is 0.70% or less
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 can be 0.10% or more according to the present embodiment.
  • the height difference H is varied in the circumferential direction (as a result, the shoulder height H w necessarily varies in the circumferential direction), and in FIG. 5D, the susceptor 200 is changed.
  • the height difference H may be varied in the circumferential direction by another method.
  • the variation width of the height difference H is preferably about 0.20 mm to 0.40 mm.
  • the radial distance L between the center of the susceptor 200 and the opening edge 210C of the counterbore 210 is shown to be constant at L 0 , and hence the pocket width P W0 Is also constant.
  • the height difference H and the shoulder opening height H W0 do not have to be constant, and may be variable.
  • the height difference H may vary, and in the susceptor 200 of the second embodiment, the radial distance L may vary. In this case, it is preferable that the fluctuation of the radial direction distance L according to the first embodiment and the fluctuation of the height difference H according to the second embodiment be interlocked.
  • the susceptor according to the third embodiment is provided with a concave counterbore portion on which a silicon wafer is mounted, and the radial distance between the center of the susceptor and the opening edge of the counterbore portion is a cycle of 90 degrees
  • the radial distance L becomes minimum at each of 90 degrees, 180 degrees, and 270 degrees, and 45 degrees, 135
  • the radial distance L is maximized at each of 225 degrees and 315 degrees, and the opening edge when the susceptor is viewed from the top draws four first elliptic arcs with the radially outer side convex.
  • the conditions of the first elliptic arc are as described in the first embodiment, and the conditions of the second elliptic arc are as described in the second embodiment.
  • the elliptic arcs may be provided such that the growth rate orientation dependency can be suppressed by appropriately adjusting the ellipticity of the first elliptic arc and the ellipticity of the second oval arc.
  • the first elliptic arc and the second elliptic arc are provided such that the circumferential variation index ⁇ t 0 of the film thickness distribution of the epitaxial layer is 0.75% or less.
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 is defined by the above-mentioned equation [1]. Further, it is more preferable to provide the first elliptic arc and the second elliptic arc so that the circumferential variation index ⁇ t 0 is 0.70% or less, and to provide the first elliptic arc and the second elliptic arc so as to be 0.65% or less Is more preferred.
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 can be 0.10% or more according to the present embodiment.
  • the silicon wafer is placed so that the ⁇ 110> orientation of the silicon wafer is positioned in the direction of 0 degrees of the susceptor and the epitaxial layer is formed on the surface of the silicon wafer, the flatness of the epitaxial layer of the epitaxial silicon wafer The circumferential uniformity can be enhanced.
  • the susceptor As a material of the susceptor, it is common to use a carbon substrate coated with silicon carbide (SiC) in order to reduce contamination from the susceptor when forming an epitaxial film.
  • SiC silicon carbide
  • the entire susceptor may be formed of SiC, and if the susceptor surface is coated with SiC, the susceptor may be configured to include other materials therein.
  • the susceptor surface is coated with a silicon film. The contamination from the susceptor to the epitaxial film can be prevented.
  • the ledge portions 110L and 210L where the susceptor and the silicon wafer W are in contact are formed as tapered inclined surfaces. This aspect is one of the preferable aspects because the silicon wafer W and the susceptor are in point contact and the contact area is reduced.
  • the portion (ledge portion) where the susceptor and the silicon wafer W are in contact with each other is not necessarily inclined, and may be horizontal. In this case, the horizontal surface and the silicon wafer W can be in surface contact to support the silicon wafer W.
  • lift pin through holes are generally provided on the bottom surfaces 110B and 210B of the counterbore for inserting the elevating lift pins and elevating the silicon wafer W when mounting the silicon wafer (see FIG. Not shown). Furthermore, one or a plurality of through holes may be provided to penetrate from the bottom surfaces 110B and 210B to the back surface side of the susceptor. It is useful for discharging the gas between the susceptor and the silicon wafer to the back side of the susceptor when the silicon wafer W is loaded to the counterbore of the susceptor.
  • the shape of the inner peripheral wall surface of the counterbore can take various forms.
  • the inner peripheral wall surfaces 110A and 210A are illustrated as perpendicular to the silicon wafer W, but as shown in FIG. 6, the inner peripheral wall surface 310A on the opening edge 310C is an inclined surface It may be
  • An epitaxial growth apparatus includes the susceptor according to the first to third embodiments described above.
  • this epitaxial growth apparatus 150 can include an upper liner 151 and a lower liner 152 for maintaining airtightness, and partitioning an epitaxial growth furnace by an upper dome 153 and a low wordome 154.
  • a susceptor 100 for horizontally mounting the silicon wafer W is provided inside the epitaxial growth furnace.
  • the susceptor 100 according to the first embodiment is illustrated in FIG. 7, it goes without saying that the susceptor according to the second embodiment or the third embodiment can be applied to an epitaxial growth apparatus instead.
  • the silicon wafer is mounted such that the ⁇ 110> orientation of the silicon wafer is positioned in the direction of 0 degrees of the susceptor according to the first to third embodiments described above. And a step of forming an epitaxial layer on the surface of the silicon wafer.
  • the step of mounting can be carried out according to a conventional method such as spraying silicon source gas onto the surface of a silicon wafer under lift-off lift pins, forming an epitaxial layer under suitable vapor deposition conditions suitable for forming epitaxial layers.
  • the epitaxial silicon wafer has an epitaxial layer formed on the surface of the silicon wafer, and the circumferential variation index ⁇ t 0 of the film thickness distribution of the epitaxial layer in the circumferential direction at the position of 1 mm of edge is An epitaxial silicon wafer which is 0.75% or less can be obtained.
  • the circumferential variation index ⁇ t 0 is defined by the above-mentioned equation [1].
  • the circumferential direction variation index ⁇ t 0 is more preferably set to 0.70% or less, and further preferably set to 0.65% or less. Although the lower limit is not limited, the circumferential variation index ⁇ t 0 can be 0.10% or more according to the present embodiment.
  • the silicon wafer was introduce
  • hydrogen gas was supplied at 1130 ° C. to perform hydrogen baking, and then an epitaxial silicon film was grown to 4 ⁇ m at 1130 ° C. to obtain an epitaxial silicon wafer.
  • trichlorosilane gas was used as a source gas
  • diborane gas was used as a dopant gas
  • hydrogen gas was used as a carrier gas.
  • a susceptor was prepared in which the radial distance L from the susceptor center to the opening edge of the counterbore was changed at intervals of 90 degrees by the amount of fluctuation shown in Table 1 and FIG. 8A.
  • the opening edge draws four arcs.
  • the counterbore depth was made constant (the height difference H and the shoulder opening height HW also become constant), and the shoulder opening height Hw was 0.80 mm as in the conventional example 1.
  • Example 1 A susceptor was prepared in which the radial distance L from the susceptor center to the opening edge of the counterbore was changed at intervals of 90 degrees by the amount of fluctuation shown in Table 1 and FIG. 8A.
  • the opening edge draws four elliptical arcs.
  • the counterbore depth was made constant (the height difference H and the shoulder opening height HW also become constant), and the shoulder opening height Hw was 0.80 mm as in the conventional example 1.
  • the graph of FIG. 8B is made relative to the average film thickness of the epitaxial layer, that is, it is represented by the relative value ⁇ t ⁇ of the thickness at the angle ⁇ with respect to the thickness average t Ave of the circumferential film thickness distribution of the epitaxial layer.
  • the graph is shown in FIG. 8C.
  • (DELTA) t ( theta ) obeys following formula [2].
  • the vertical axis is expressed in%.
  • t ⁇ is the thickness of the epitaxial layer at the position of the circumferential angle ⁇ at the position of the edge 1 mm
  • t Ave is the average thickness of the epitaxial layer at the position of the edge 1 mm is there.
  • Comparative Example 1 the film thickness distribution fluctuated at a cycle of 45 degrees. It is considered that this is because when the opening edge has an arc shape, the variation rate of the pocket width is insufficient and the growth rate of the epitaxial layer is insufficient. On the other hand, in Example 1, since the variation rate of the pocket width is sharper than in Comparative Example 1, it is considered that the epitaxial layer could be grown following the growth rate orientation dependency of the silicon wafer.
  • Example 2 In addition to the susceptor according to Conventional Example 1 used in Experimental Example 1, susceptors according to Comparative Example 2 and Example 2 described below were manufactured. Then, using these three types of susceptors, a silicon epitaxial layer was epitaxially grown on the surface of a boron-doped silicon wafer 300 mm in diameter in the same manner as in Experimental Example 1, to obtain an epitaxial silicon wafer.
  • FIG. 9A A susceptor was prepared in which the shoulder opening height H W in the circumferential direction was changed at a cycle of 90 degrees by the variation shown in Table 2 and FIG. 9A.
  • the opening edge of the spot facing portion describes four circular arcs in which the bottom surface side of the spot facing portion is convex.
  • the radial direction distance L from the susceptor center to the opening edge of the counterbore is constant, and is set to 151.25 mm (pocket width 1.25 mm).
  • Example 2 A susceptor was prepared in which the shoulder opening height H W in the circumferential direction was changed at a cycle of 90 degrees by the variation shown in Table 2 and FIG. 9A.
  • the opening edge of the spot facing portion describes four elliptical arcs in which the bottom surface side of the spot facing portion is convex.
  • the radial distance L from the center of the susceptor to the opening edge of the counterbore is constant, and is 151.25 mm (pocket width 1.25 mm).
  • FIG. 9B a graph in which the graph of FIG. 9B is made relative to the average film thickness of the epitaxial layer, ie, with respect to the thickness average t Ave of the circumferential film thickness distribution of the epitaxial layer the graph showing the relative value Delta] t theta thickness at an angle theta shown in FIG 9C.
  • ⁇ t ⁇ follows the above-mentioned equation [2].
  • the vertical axis is indicated by% as in FIG. 8C.
  • Comparative Example 2 As in Comparative Example 1, a change in the film thickness distribution at a cycle of 45 degrees was observed. This is considered to be because when the opening edge has an arc shape, the variation rate of shoulder height is insufficient and the growth rate of the epitaxial layer is insufficient. On the other hand, in Example 2, compared with Comparative Example 2, the variation rate of the shoulder opening height is steeper than in Comparative Example 2, so it is considered that the epitaxial layer could be grown following the growth rate orientation dependency of the silicon wafer.
  • the circumferential film thickness distribution at the position of 1 mm of the wafer edge of the epitaxial silicon wafer manufactured using the susceptor according to the conventional example 1 and the comparative examples 1 and 2 and the examples 1 and 2 above is shown in the graph of FIG. Moreover, the graph which relativeed the graph of FIG. 10A with respect to the average film thickness of an epitaxial layer is shown to FIG. 10B. It is confirmed that good results can be obtained even if the pocket width is changed as in the first embodiment and the shoulder opening height is changed as in the second embodiment.
  • the present invention it is possible to provide a susceptor capable of enhancing the circumferential uniformity of the flatness of the epitaxial layer of the epitaxial silicon wafer. Further, according to the present invention, an epitaxial growth apparatus provided with this susceptor can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a method of manufacturing an epitaxial silicon wafer using this susceptor and an epitaxial silicon wafer having improved circumferential uniformity of flatness obtained thereby.

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Abstract

エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供する。 本発明によるサセプタ１００は、シリコンウェーハＷが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、サセプタの中心と座ぐり部の開口縁との間の径方向距離Ｌが９０度周期で周方向に変動するとともに、径方向距離Ｌが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで径方向距離Ｌが最小値Ｌ１となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで径方向距離Ｌが最大値Ｌ２となり、サセプタ１００を上面視したときの開口縁１１０Ｃが、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く。

Description

サセプタ、エピタキシャル成長装置、エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法、ならびにエピタキシャルシリコンウェーハ
　本発明は、サセプタおよび該サセプタを備えるエピタキシャル成長装置に関する。さらに本発明は、該サセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、エピタキシャルシリコンウェーハに関する。
　一般に、シリコンウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等により単結晶シリコンを育成し、該シリコン単結晶をブロックに切断した後、薄くスライスし、平面研削（ラッピング）工程、エッチング工程および鏡面研磨（ポリッシング）工程を経て最終洗浄することにより得られる。その後、各種品質検査を行って異常が確認されなければ製品として出荷される。
　ここで、結晶の完全性がより要求される場合や、抵抗率の異なる多層構造を必要とする場合などには、シリコンウェーハの表面に単結晶シリコン薄膜からなるエピタキシャル層を気相成長（エピタキシャル成長）させてエピタキシャルシリコンウェーハを製造する。
　エピタキシャル成長は、シリコンウェーハをサセプタの座ぐり部に載置し、該サセプタを回転させながら成長ガスをシリコンウェーハ表面に吹き付けてることにより行われる。図１に、従来公知の一般的なサセプタ１の平面図およびＡ－Ａ断面図の模式図を示す。
　サセプタ１には、円形凹状の座ぐり部１１が設けられ、この座ぐり部１１の中心にシリコンウェーハＷの中心が位置するよう、シリコンウェーハＷが載置される。シリコンウェーハＷとサセプタ１００とは、レッジ部１１０Ｌで接触している。シリコンウェーハＷはサセプタ１００図１において、サセプタの中心と座ぐり部１１の開口縁１１Ｃとの間の径方向距離Ｌは周方向で一定である。そのため、ポケット幅Ｌｐと呼ばれるシリコンウェーハＷの径方向外側端面と、内周壁面１１Ａとの距離Ｌも周方向で一定である。そのため、サセプタ１を上面視したときの開口縁１１Ｃは円弧を描く。
　また、サセプタ１の座ぐり部１１の開口縁１１Ｃ側の、内周壁面１１Ａの上端（開口縁１１Ｃに相当）と下端との高さの差Ｈ（「座ぐり深さ」とも呼ばれる）は周方向で一定であるため、内周壁面１１Ａの上端と、シリコンウェーハＷの表面との高さの差Ｈｗも一定である。
　ここで、図２に示すように、主表面を｛１００｝面とするシリコンウェーハは、４５度単位で＜１１０＞方位と＜１００＞方位を繰り返す。この結晶方位の周期性に起因して、シリコンウェーハ表面にエピタキシャル層を成長させると９０度周期で異なり成長速度（「成長速度方位依存性」と呼ばれる）によりエピタキシャル層が成長する。こうした結晶方位ごとの成長速度差に伴い、エピタキシャル層の膜厚が周方向に大きく変動することとなり、その影響はウェーハエッジ領域（外周領域）ほど大きい。そのため、成長速度方位依存性はエピタキシャルシリコンウェーハの平坦度を悪化させる原因として知られている。
　特許文献１には、サセプタ開口部の内周面の近傍で、半導体ウェーハの結晶方位の変化に従って周期的に構造及び／又は形状が変化するサセプタが開示されている。さらに、特許文献１には、このサセプタの部分熱容量、ポケットの座ぐり深さ、又は、ポケットの幅が、９０度、１８０度、又は、２７０度の周期で変化することにより、周期的に構造及び／又は形状が変化することが好ましいと開示されている。
　特許文献１に開示されているように、サセプタのポケット幅が広くなると、シリコンソースガスがシリコンウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタのポケット幅が狭くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。また、サセプタの座ぐり深さが浅くなるとシリコンソースガスがウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタの座ぐり深さが深くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。
　したがって、特許文献１に従うサセプタを用いることにより、成長速度方位依存性を抑制して、エピタキシャル層の膜厚分布を改善することができる。
特開２００７－２９４９４２号公報
　特許文献１の技術に従うサセプタとして、図３に示すような、サセプタ２を上面視したときに、座ぐり部２１の開口縁２１Ｃが４つの円弧を描くサセプタ２を例示することができる。図３に示すサセプタ２により、ポケット幅Ｌｐをシリコンウェーハの結晶方位の変化に従って周期的に変化させることができる。こうしたサセプタ２を用いることで、エピタキシャル成長時の成長速度方位依存性を抑制できるため、図１に示すサセプタ１に比べてエピタキシャルシリコンウェーハの平坦度の周方向均一性（特に、膜厚分布の周方向ばらつき）を大幅に改善することができる。しかしながら、平坦度の周方向均一性はウェーハエッジほど悪化しやすく、更なる改良が期待される。
　そこで本発明は、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供することを目的とする。また、本発明は、このサセプタを備えるエピタキシャル成長装置を提供することを目的とする。さらに本発明は、このサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、それにより得られる平坦度の周方向均一性が改善されたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することを目的とする。
　上記課題を解決すべく本発明者は鋭意検討した。本発明者は、図３に示した座ぐり２１の開口縁２１Ｃが４つ円弧（曲率半径Ｒ）を描くサセプタ２を用いてエピタキシャル層を形成した。このサセプタ２の座ぐり部２１の開口縁２１Ｃと、シリコンウェーハＷ間の距離であるポケット幅ＬＰは９０度周期で周方向に変動する。そして、ポケット幅ＬＰが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれでポケット幅ＬＰが最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれでポケット幅ＬＰが最大となる。
　すると、得られたエピタキシャルシリコンウェーハでは、４５度周期で周方向にエピタキシャル層の平坦度が変動することが確認された。こうした結果が得られる理由として、開口縁２１Ｃが円弧を描く場合、周方向におけるポケット幅の変動量が成長速度方位依存性に追従しきれず、成長速度方位依存性の制御が不十分であるからだと推定される。そこで、ポケット幅ＬＰの変動量をより適正化するため、サセプタの開口縁が楕円弧を描くよう設計したサセプタを用いてエピタキシャル成長を行ったところ、サセプタ２に比べても、成長速度方位依存性を大幅に抑制することができた。そして、同様の考えが座ぐり深さの変動量にも当てはまることを本発明者は見出し、その効果も実験的に確認された。上記知見に基づき完成した本発明の要旨構成は以下のとおりである。
＜１＞エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
　前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
　前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
　前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
＜２＞エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
　前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
　前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
　前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
＜３＞前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 （前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられる、上記＜１＞または＜２＞に記載のサセプタ。
＜４＞エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
　前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
　前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
　前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描き、
　前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
　前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く
ことを特徴とするサセプタ。
＜５＞前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 （前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記第１楕円弧および前記第２楕円弧が設けられる、上記＜４＞に記載のサセプタ。
＜６＞上記＜１＞～＜５＞のいずれかに記載のサセプタを備えるエピタキシャル成長装置。
＜７＞上記＜１＞、＜２＞、＜４＞のいずれかにサセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、該シリコンウェーハを載置する工程と、
　前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
＜８＞シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
　下記式[１]：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 （前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
　本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供することができる。また、本発明によれば、このサセプタを備えるエピタキシャル成長装置を提供することができる。さらに本発明によれば、このサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、それにより得られる平坦度の周方向均一性が改善されたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。
従来公知のサセプタの模式平面図およびそのＡ－Ａ断面図である。 主面を｛１００｝面とするシリコンウェーハの結晶方位を説明する模式図である。 座ぐり部の開口縁が４つの円弧を描くサセプタの模式図である。 本発明の第１実施形態に従うサセプタの模式平面図である。 図４Ａの０度～９０度範囲近傍の拡大模式図である。 図４ＡにおけるＢ－Ｂ断面図である。 図４ＡにおけるＣ－Ｃ断面図である。 本発明の第２実施形態に従うサセプタの模式平面図である。 図５Ａの径方向外側投影図における座ぐり部の開口縁の軌跡の模式図である。 図５ＡにおけるＤ－Ｄ断面図である。 図５ＡにおけるＥ－Ｅ断面図である。 本発明の他の実施形態に従うサセプタの模式断面図である。 本発明の一実施形態に従うサセプタを備えるエピタキシャル成長装置である。 実施例１、比較例１および従来例１によるサセプタの、周方向角度と、サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離との関係を示すグラフである。 実施例１、比較例１および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布を示すグラフである。 実施例１、比較例１および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する相対値Δｔθを示すグラフである。 実施例２、比較例２および従来例１によるサセプタの、周方向角度と、肩口高さとの関係を示すグラフである。 実施例２、比較例２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布を示すグラフである。 実施例２、比較例２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する相対値Δｔθを示すグラフである。 実施例１，２、比較例１，２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布を示すグラフである。 実施例１，２、比較例１，２および従来例１によるサセプタを用いて得られたエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置におけるエピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する相対値Δｔθを示すグラフである。
　以下、図面を参照して、本発明に従うサセプタおよびそれを備えるエピタキシャル成長装置を説明する。さらに、本発明に従うサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法およびそれにより得られるエピタキシャルシリコンウェーハを説明する。図４Ａ～４Ｄ、図５Ａ～５Ｄ、図６，図７は説明の便宜上、各構成の縦横比を誇張して表記しており、実際の比率とは異なる。
　なお、本明細書において、「楕円弧」、「周期」、「角度」、「対称」、「一定」の記載が数学的および幾何学な意味での厳密性を要件とするものではないことは当然に理解され、サセプタ作製に伴う不可避の寸法公差および幾何公差は許容される。
（第１実施形態によるサセプタ）
　図４Ａ～図４Ｄを参照して、本発明の第１実施形態に従うサセプタ１００を説明する。本発明の第１実施形態によるサセプタ１００は、エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハＷを載置するためのサセプタである。サセプタ１００には、シリコンウェーハＷが載置される凹形状の座ぐり部１１０が設けられ、サセプタ１００の中心と座ぐり部１１０の開口縁１１０Ｃとの間の径方向距離Ｌが９０度周期で周方向に変動する。そして、径方向距離Ｌが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで径方向距離Ｌが最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで径方向距離Ｌが最大となる。そのため、径方向距離Ｌの変動に追従して、ポケット幅Ｌｐも変動することになる。さらに、サセプタ１００を上面視したときの開口縁１１０Ｃが、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く。径方向距離Ｌが９０度周期で周方向に変動するため、上記４つの楕円弧は４回回転対称の関係にある。なお、図４Ａでは図の簡略化のため、楕円弧を構成する楕円を１つだけ図示している。
　図４Ｂに、図４Ａの０度～９０度範囲近傍の拡大模式図を示す。開口縁１１０Ｃは、径方向外側を凸とする楕円弧を描き、０度および９０度の位置で径方向距離Ｌが最小値Ｌ１となり、かつ、４５度の位置で径方向距離Ｌが最大値Ｌ２となる（図４Ｃ，図４Ｄも参照）。図４Ａ，図４Ｂを参照すると、４５度の方向と楕円弧の短軸方向が一致することになる。また、図４Ｂには、当該楕円弧と対比するために円弧（曲率半径Ｒ、１点鎖線で図示）を図示した。この円弧は、０度（径方向距離Ｌが最小）、４５度（径方向距離Ｌが最大）および９０度（径方向距離Ｌが最小）の位置でサセプタ中心からの径方向距離Ｌが楕円弧と一致する。この円弧と比べると、楕円弧を構成する楕円（２点鎖線で図示）は円弧を構成する半径Ｒの円よりも扁平していることになる。そして、０度の位置からの径方向距離Ｌの変動率は、円弧の場合の変動率に比べ大きい。なお、径方向距離Ｌが最大となる４５度の位置で、当該円弧は開口縁１１０Ｃが描く楕円弧に内接している。
　図４Ｃに示すように、０度の位置でサセプタ１００のポケット幅Ｌｐ１が最小となり、図４Ｄに示すように４５度の位置でサセプタ１００のポケット幅Ｌｐ２が最大となる。従来知られるように、サセプタ１００のポケット幅ＬＰが広くなると、シリコンソースガスがシリコンウェーハＷの周縁部にスムーズに供給されやすくなり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタ１００のポケット幅Ｌｐが狭くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。そのため、周方向における０度および０度近傍ではエピタキシャル層成長速度が遅く、一方、周方向における４５度および４５度近傍ではエピタキシャル層成長速度が速くなる。そして、開口縁１１０Ｃが上記した楕円弧を描くため、ポケット幅ＬＰおよびサセプタ中心からの径方向距離Ｌの変化量もその楕円弧の形状に追従することとなる。
　そこで、シリコンウェーハＷの＜１１０＞方位がサセプタ１００の０度、９０度、１８０度、２７０度の方向に位置するようにシリコンウェーハＷを載置すれば、成長速度方位依存性を極めて効果的に抑制することができる。そして、こうして成長速度方位依存性を抑制してエピタキシャル成長を行えば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることができる。なお、上記のとおり、シリコンウェーハＷの＜１１０＞方位がサセプタ１００の０度、９０度、１８０度、２７０度の方向に位置するようにシリコンウェーハＷを載置すれば、シリコンウェーハＷの＜１００＞方位がサセプタ１００の４５度、１３５度、２２５度、３１５度の方向に位置することとなる。
　サセプタ１００と、シリコンウェーハＷとの径方向距離であるポケット幅Ｌｐを１ｍｍ～４ｍｍの範囲で変動するよう、前述の楕円弧を構成することが好ましい。このポケット幅Ｌｐの範囲はシリコンウェーハの直径は限定されず、直径１５０ｍｍ～４５０ｍｍであっても同程度の範囲で変動させればよい。なお、例えばシリコンウェーハの直径が３００ｍｍ（半径１５０ｍｍ）の場合、このポケット幅Ｌｐに対応する径方向距離Ｌは１５１ｍｍ～１５４ｍｍとなる。
　楕円弧を構成する楕円の長径（長軸の長さ）および短径（短軸の長さ）と、楕円弧の弦との関係は、上述した角度位置での径方向距離Ｌの最大および最小関係を満足するように楕円弧を設ける限りは限定されない。ただし、この条件を満足する楕円弧の楕円条件（長径および短径、短軸方向並びに楕円弧の弦）は幾何学的位置関係により概ね定まる。ただし、サセプタ１００の０度方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハＷを載置してシリコンウェーハＷの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように楕円弧が設けられることが好ましい。ここで、周方向ばらつき指標Δｔ０は、下記式[１]：
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 （式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）によって定義される。また、こうした楕円弧とするためには、より好ましくは楕円弧を構成する楕円の長径は座ぐり部１１０の最大開口径の１／２以上である。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
　なお、図４Ｃ、図４Ｄでは、径方向距離Ｌを周方向に変動させるため（この結果、必然的にポケット幅Ｌｐも周方向に変動することとなる）に、図４Ｄでは、座ぐりの開口縁１１０Ｃ側に平坦面１１０Ｄを設けた場合を例示している。しかしながら、径方向距離Ｌが周方向に変動する限りは、こうした平坦面１１０Ｄを設ける以外に、シリコンウェーハＷがサセプタ１００と接触する部分であるレッジ部１１０Ｌの傾斜角を変動させるなどしても構わない。併せて、座ぐり壁の角度変更、サセプタの熱容量、サセプタの座ぐり近傍表面部分凹凸等の制御部材の周期を変化させてもよい。
　なお、図４Ａ～図４Ｄでは、サセプタ１００の座ぐり部１１０の開口縁１１０Ｃ側の、内周壁面１１０Ａの上端（開口縁１１０Ｃ）と下端との高さの差Ｈ（所謂座ぐり深さ）はＨ０で一定であると図示しており、このため、肩口高さＨＷ０も一定である。しかしながら第３実施形態において後述するように、第１実施形態のサセプタ１００において高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷ０は一定である必要はなく、変動しても構わない。
（第２実施形態によるサセプタ）
　図５Ａ～図５Ｄを参照して、本発明の第２実施形態に従うサセプタ２００を説明する。本発明の第２実施形態によるサセプタ２００は、エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハＷを載置するためのサセプタである。サセプタ２００には、シリコンウェーハＷが載置される凹形状の座ぐり部２１０が設けられ、座ぐり部２１０の開口縁２１０Ｃ側の、内周壁面２１０Ａの上端（開口縁２１０Ｃに相当）と下端との高さの差Ｈが９０度周期で周方向に変動するとともに、高さの差Ｈが最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで高さの差Ｈが最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで高さの差Ｈが最小となる。さらに、サセプタ２００の径方向外側投影図において、座ぐり部２１０の開口縁２１０Ｃが、座ぐり部２１０の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く。
　図５Ｂに、図５Ａにおける開口縁２１０の、サセプタ２００の径方向外側投影図を示す。なお、図５Ｂにおける実線は楕円弧であり、破線が円弧である。この楕円弧は図４Ｂを用いて詳述したのと同様、円弧に対して扁平しており、０度の位置からの高さの差Ｈの変動率は、円弧の場合の変動率に比べ大きい。なお、径方向外側投影図における４つの楕円弧は、図４Ｂに示した楕円弧と、サセプタ中心に対して９０度の回転対称の関係にある。図５Ｃ，図５Ｄを併せて参照すると、０度、９０度、１８０度、２７０度の位置で高さの差Ｈが最大値Ｈ１となり、かつ、４５度、１３５度、２２５度、３１５度の位置で高さの差Ｈが最小値Ｈ２となる。なお、図５Ｂにおける楕円弧を構成する楕円の短軸方向は鉛直方向と一致することになる。
　従来知られるように、サセプタ２００の座ぐり深さが浅くなるとシリコンソースガスがウェーハ周縁部にスムーズに供給されるようになり、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。すなわち、肩口高さとも呼ばれるシリコンウェーハＷの表面とサセプタの開口縁２１０Ｃとの高さの差Ｈｗ、ひいては上記の高さの差Ｈが小さくなると、周縁部のエピタキシャル層成長速度が速くなる。これに対して、サセプタの座ぐり深さが深くなると逆の現象となり成長速度が遅くなる。すなわち、肩口高さ差Ｈｗ、ひいては上記の高さの差Ｈが大きくなると周縁部のエピタキシャル層成長速度が遅くなる。そのため、周方向における０度および０度近傍ではエピタキシャル層成長速度が速く、一方、周方向における４５度および４５度近傍ではエピタキシャル層成長速度が遅くなる。そして、開口縁２１０Ｃが径方向外側投影図において楕円弧を描くため、高さの差Ｈもその楕円弧の形状に従うこととなる。
　そこで、シリコンウェーハＷの＜１１０＞方位がサセプタ１００の０度、９０度、１８０度、２７０度の方向に位置するようにシリコンウェーハＷを載置すれば、前述した第１実施形態と同様に、成長速度方位依存性を極めて効果的に抑制することができる。そして、こうして成長速度方位依存性を抑制してエピタキシャル成長を行えば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることができる。
　径方向投影図において楕円弧を構成する楕円の長径（長軸の長さ）および短径（短軸の長さ）と、楕円弧の弦との関係は、上述した角度位置での高さの差Ｈの最大および最小関係を満足するように楕円弧を設ける限りは限定されない。また、この条件を満足する楕円弧は幾何学的位置関係により概ね定まる。ただし、サセプタ２００の０度方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハＷを載置してシリコンウェーハＷの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられることが好ましい。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０は前述の式[１]により定義される。また、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
　なお、図５Ｃ、図５Ｄでは、高さの差Ｈを周方向に変動させるため（この結果、必然的に肩口高さＨｗも周方向に変動することとなる）、図５Ｄでは、サセプタ２００の周縁部の上端面の肉厚を変動させた場合を例示しているが、他の手法により高さの差Ｈを周方向に変動させてもよい。なお、高さの差Ｈの変動幅（肩口高さＨｗの変動幅と等しい）を０．２０ｍｍ～０．４０ｍｍ程度とすることが好ましい。
　なお、図５Ａ～図５Ｄでは、サセプタ２００の中心と座ぐり部２１０の開口縁２１０Ｃとの間の径方向距離ＬはＬ０で一定であると図示しており、このため、ポケット幅ＰＷ０も一定である。しかしながら、第３実施形態において後述するように、第２実施形態のサセプタ２００において高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷ０は一定である必要はなく、変動しても構わない。
（第３実施形態によるサセプタ）
　前述のとおり、第１実施形態のサセプタ１００において高さの差Ｈの変動はあってもよいし、第２実施形態のサセプタ２００において径方向距離Ｌの変動はあってもよい。この場合、第１実施形態による径方向距離Ｌの変動と、第２実施形態による高さの差Ｈの変動が連動していることが好ましい。すなわち、第３実施形態によるサセプタは、シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、サセプタの中心と座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、径方向距離Ｌが最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで径方向距離Ｌが最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで径方向距離Ｌが最大となり、サセプタを上面視したときの開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描く。さらに、このサセプタにおいて、座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差Ｈが９０度周期で周方向に変動するとともに、高さの差Ｈが最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで高さの差Ｈが最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで高さの差Ｈが最小となり、サセプタの径方向外側投影図において、座ぐり部の開口縁が、座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く。
　第１楕円弧の条件は第１実施形態に既述のとおりであり、第２楕円弧の条件は第２実施形態に既述のとおりである。第１楕円弧を構成する楕円の扁平率と、第２楕円弧を構成する楕円の扁平率とを適宜調整して、成長速度方位依存性を抑制できるようにそれぞれの楕円弧を設ければよい。特に、このサセプタの０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置してシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下となるように第１楕円弧および第２楕円弧を設けることが好ましい。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０は前述の式[１]により定義される。また、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下となるように第１楕円弧および第２楕円弧を設けることがより好ましく、０．６５％以下となるように第１楕円弧および第２楕円弧を設けることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
　そして、このサセプタの０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置してシリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成すれば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることができる。
　以下、第１実施形態乃至第３実施形態によるサセプタの好適な具体的態様について説明する。
　サセプタの素材としては、エピタキシャル膜の形成の際、サセプタからの汚染を低減するために、炭素基材の表面にシリコンカーバイド（ＳｉＣ）をコーティングしたものを用いることが一般的である。しかしながら、サセプタ全体がＳｉＣで形成されてもよく、サセプタ表面がＳｉＣでコーティングされていれば、内部には他の材料を含んでサセプタが構成されてもよい。さらに、サセプタ表面がシリコン膜で被覆されていることも好ましい態様である。サセプタからエピタキシャル膜への汚染を防止することができる。
　図４Ｃ，４Ｄ、図５Ｃ，図５Ｄでは、サセプタとシリコンウェーハＷとが接触するレッジ部１１０Ｌ、２１０Ｌをテーパー状の傾斜面としている。この態様はシリコンウェーハＷとサセプタとが点接触となり、接触面積が小さくなるため好ましい態様の一つである。一方、サセプタとシリコンウェーハＷとが接触する部分（レッジ部）は必ずしも傾斜面である必要はなく、水平面であっても構わない。この場合、当該水平面とシリコンウェーハＷとが面接触してシリコンウェーハＷを支持することができる。
　また、上記実施形態に従うサセプタにおいて、座ぐり部の底面１１０Ｂ、２１０Ｂに、シリコンウェーハを載置する際に昇降リフトピンを挿通してシリコンウェーハＷを昇降させるためのリフトピン貫通孔が通常設けられる（図示せず）。さらに、底面１１０Ｂ、２１０Ｂからサセプタの裏面側に貫通する貫通孔が１箇所または複数箇所設けられていてもよい。サセプタの座ぐり部にシリコンウェーハＷをローディングする際に、サセプタとシリコンウェーハとの間のガスをサセプタの裏面側に排出するのに有用である。
　また、上記実施形態に従うサセプタにおいて、座ぐり部の内周壁面の形状は種々の態様を取ることができる。図４Ｃ，４Ｄ、図５Ｃ，図５Ｄでは、内周壁面１１０Ａ、２１０ＡはシリコンウェーハＷに対して垂直面として図示したが、図６に示すように開口縁３１０Ｃ側の内周壁面３１０Ａは傾斜面であってもよい。
（エピタキシャル成長装置）
　また、本発明に従うエピタキシャル成長装置は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態に従うサセプタを備える。例えば図７に示すように、このエピタキシャル成長装置は１５０は、気密性を保持するためのアッパーライナー１５１およびローワーライナー１５２とを備えることができ、アッパードーム１５３、ローワードーム１５４によってエピタキシャル成長炉を区画することができる。そして、このエピタキシャル成長炉の内部にシリコンウェーハＷを水平に載置するためのサセプタ１００が設けられている。大口径のエピタキシャルウェーハを製造する場合には、図７に示したような、枚葉式の気相成長装置を用いるのが一般的である。なお、図７では第１実施形態に従うサセプタ１００を図示したが、これに替えて、第２実施形態または第３実施形態に従うサセプタをエピタキシャル成長装置に適用可能であることはもちろんである。
（エピタキシャルシリコンウェーハの製造方法）
　また、本発明に従うエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法は、前述した第１実施形態乃至第３実施形態によるサセプタの０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、シリコンウェーハを載置する工程と、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含む。載置する工程は昇降リフトピンを用いる、エピタキシャル層を形成する好適は一般的な気相成長条件でシリコンソースガスをシリコンウェーハ表面に吹き付けるなどの、常法に従い行うことができる。
（エピタキシャルシリコンウェーハ）
　また、上記製造方法に従うことにより、シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、エッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であるエピタキシャルシリコンウェーハを得ることができる。なお、周方向ばらつき指標Δｔ０は前述の式[１]により定義される。このような周方向均一性に優れたエピタキシャルシリコンウェーハは、第１乃至第３実施形態によるサセプタを用いることで初めて実現することができる。また、周方向ばらつき指標Δｔ０を０．７０％以下とすることがより好ましく、０．６５％以下とすることが更に好ましい。下限が限定されるものではないが、本実施形態に従い周方向ばらつき指標Δｔ０を０．１０％以上とすることができる。
＜実験例１＞
　まず、以下に説明する従来例１，比較例１，実施例１に係るサセプタを作製した。そして、これら３種のサセプタを用いて、ウェーハ成長面を（１００）面とするボロンドープされた直径３００ｍｍのシリコンウェーハの表面に、シリコンエピタキシャル層をエピタキシャル成長させ、エピタキシャルシリコンウェーハを得た。
　なお、シリコンエピタキシャルウェーハの製造にあたり、シリコンウェーハをエピタキシャル膜形成室内に導入し、リフトピンを用いてサセプタ上に載置した。続いて、１１３０℃にて、水素ガスを供給し、水素ベークを行った後、１１３０℃にて、シリコンのエピタキシャル膜を４μｍ成長させてエピタキシャルシリコンウェーハを得た。ここで、原料ソースガスとしてはトリクロロシランガスを用い、また、ドーパントガスとしてジボランガス、キャリアガスとして水素ガスを用いた。
（従来例１）
　サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離Ｌと、座ぐり深さを一定（ポケット幅Ｌｐならびに高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷも一定である）とするサセプタを用意した。なお、肩口高さＨｗは０．８０ｍｍとした。比較例１に係るサセプタを上面視すると、開口縁は単一の円弧を描く。
（比較例１）
　サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離Ｌを表１および図８Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。比較例１に係るサセプタを上面視すると、開口縁は４つの円弧を描く。なお、座ぐり深さを一定（高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷも一定となる）とし、従来例１と同様、肩口高さＨｗを０．８０ｍｍとした。
（実施例１）
　サセプタ中心から座ぐり部の開口縁までの径方向距離Ｌを表１および図８Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。比較例１に係るサセプタを上面視すると、開口縁は４つの楕円弧を描く。なお、座ぐり深さを一定（高さの差Ｈおよび肩口高さＨＷも一定となる）とし、従来例１と同様、肩口高さＨｗを０．８０ｍｍとした。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
＜評価＞
　従来例１、比較例１、実施例１のそれぞれのサセプタを用いて作製したエピタキシャルシリコンウェーハのウェーハエッジ１ｍｍの位置における周方向膜厚分布を、膜厚測定装置（ナノメトリクス社製：QS3300）を用いて測定した。結果を図８Ｂのグラフに示す。このグラフから明らかなように、実施例１に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。
　さらに、図８Ｂのグラフをエピタキシャル層の平均膜厚に対して相対化したグラフ、すなわち、エピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する、角度θにおける厚みの相対値Δｔθにより表したグラフを図８Ｃに示す。なお、Δｔθは下記式[２]に従う。また、縦軸は％表示としている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　ここで、式[２]中、tθはエッジ１ｍｍの位置における周方向の角度θの位置でのエピタキシャル層の厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである。
　図８Ｃのグラフからも、実施例１に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。
　なお、比較例１では膜厚分布に４５度周期での変動が見られた。これは、開口縁が円弧形状である場合、ポケット幅の変動率が不足し、エピタキシャル層の成長速度が不足してしまうためと考えられる。一方、実施例１では比較例１に比べてポケット幅の変動率が急峻となるため、シリコンウェーハの成長速度方位依存性に追従してエピタキシャル層を成長させることができたと考えられる。
＜実験例２＞
　実験例１で用いた従来例１によるサセプタに加えて、以下に説明する比較例２，実施例２に係るサセプタを作製した。そして、これら３種のサセプタを用いて、実験例１と同様に、ボロンドープされた直径３００ｍｍのシリコンウェーハの表面に、シリコンエピタキシャル層をエピタキシャル成長させ、エピタキシャルシリコンウェーハを得た。
（比較例２）
　周方向における肩口高さＨＷを表２および図９Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。比較例２に係るサセプタの径方向外側投影図において、座ぐり部の開口縁が、座ぐり部の底面側を凸とする４つの円弧を描くこととなる。なお、サセプタ中心から座ぐりの開口縁までの径方向距離Ｌを一定であり、１５１．２５ｍｍ（ポケット幅１．２５ｍｍ）とした。
（実施例２）
　周方向における肩口高さＨＷを表２および図９Ａに示す変動量で９０度周期で変化させたサセプタを用意した。実施例２に係るサセプタの径方向外側投影図において、座ぐり部の開口縁が、座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描くこととなる。なお、サセプタ中心から座ぐりの開口縁までの径方向距離Ｌは一定であり、１５１．２５ｍｍ（ポケット幅１．２５ｍｍ）とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
＜評価＞
　従来例１、比較例２、実施例２のそれぞれのサセプタを用いて作製したエピタキシャルシリコンウェーハのウェーハエッジ１ｍｍの位置における周方向膜厚分布を、膜厚測定装置（ナノメトリクス社製：QS3300）を用いて測定した。結果を図９Ｂのグラフに示す。このグラフから明らかなように、実施例２に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。
　さらに、図８Ｂと図８Ｃとの関係と同様に、図９Ｂのグラフをエピタキシャル層の平均膜厚に対して相対化したグラフ、すなわち、エピタキシャル層の周方向膜厚分布の厚み平均ｔＡｖｅに対する、角度θにおける厚みの相対値Δｔθにより表したグラフを図９Ｃに示す。なお、Δｔθは前述の式[２]に従う。また、縦軸は図８Ｃと同様、％表示としている。
　図９Ｃのグラフからも、実施例１に係るサセプタを用いることで、周方向膜厚分布の均一性を極めて良好なものとできたことが確認できる。
　なお、比較例２では比較例１と同様に、膜厚分布に４５度周期での変動が見られた。これは、開口縁が円弧形状である場合、肩口高さの変動率が不足し、エピタキシャル層の成長速度が不足してしまうためと考えられる。一方、実施例２では比較例２に比べて肩口高さの変動率が急峻となるため、シリコンウェーハの成長速度方位依存性に追従してエピタキシャル層を成長させることができたと考えられる。
　以上の従来例１、比較例１，２、実施例１，２に係るサセプタを用いて作製したエピタキシャルシリコンウェーハのウェーハエッジ１ｍｍの位置における周方向膜厚分布を図１０Ａのグラフに示す。また、図１０Ａのグラフをエピタキシャル層の平均膜厚に対して相対化したグラフを図１０Ｂに示す。実施例１のようにポケット幅を変動させても、実施例２のように肩口高さを変動させても、良好な結果が得られることが確認される。
　また、実施例１，２、比較例１，２および従来例１の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０（前述の式[１]に従う）を下記表３に示す。実施例１，２により、従来では不可能であった水準で、周方向ばらつき指標の極めて小さなエピタキシャルシリコンウェーハが得られたことが確認できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハのエピタキシャル層の平坦度の周方向均一性を高めることのできるサセプタを提供することができる。また、本発明によれば、このサセプタを備えるエピタキシャル成長装置を提供することができる。さらに本発明によれば、このサセプタを用いたエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法と、それにより得られる平坦度の周方向均一性が改善されたエピタキシャルシリコンウェーハを提供することができる。
１００、２００、３００　　　　サセプタ
１１０、２１０、３１０　　　　座ぐり部
１１０Ａ、２１０Ａ、３１０Ａ　内周壁面
１１０Ｂ、２１０Ｂ、３１０Ｂ　低面
１１０Ｃ、２１０Ｃ、３１０Ｃ　開口縁
１１０Ｌ、２１０Ｌ、３１０Ｌ　レッジ部
Ｗ　　シリコンウェーハ
Ｌ　　サセプタの中心と座ぐり部の開口縁との間の径方向距離
Ｌｐ　ポケット幅
Ｈ　　内周壁面の上端と下端との高さの差
Ｈｗ　肩口高さ
 

Claims (8)

  1. 　エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
    　前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
    　前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
    　前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの楕円弧を描く
    ことを特徴とするサセプタ。
  2. 　エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
    　前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
    　前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
    　前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの楕円弧を描く
    ことを特徴とするサセプタ。
  3. 　前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
     （前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
    に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔが０．７５％以下となるように前記楕円弧が設けられる、請求項１または２に記載のサセプタ。
  4. 　エピタキシャル成長装置内でシリコンウェーハを載置するためのサセプタであって、
    　前記サセプタには、前記シリコンウェーハが載置される凹形状の座ぐり部が設けられ、
    　前記サセプタの中心と前記座ぐり部の開口縁との間の径方向距離が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記径方向距離が最小となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記径方向距離が最小となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記径方向距離が最大となり、
    　前記サセプタを上面視したときの前記開口縁が、径方向外側を凸とする４つの第１楕円弧を描き、
    　前記座ぐり部の開口縁側の、内周壁面の上端と下端との高さの差が９０度周期で周方向に変動するとともに、前記高さの差が最大となる位置の角度を０度としたときに、９０度、１８０度、２７０度のそれぞれで前記高さの差が最大となると共に、４５度、１３５度、２２５度、３１５度のそれぞれで前記高さの差が最小となり、
    　前記サセプタの径方向外側投影図において、前記座ぐり部の開口縁が、前記座ぐり部の底面側を凸とする４つの第２楕円弧を描く
    ことを特徴とするサセプタ。
  5. 　前記サセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するようシリコンウェーハを載置して前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの、下記式[１]：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
     （前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
    に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔが０．７５％以下となるように前記第１楕円弧および前記第２楕円弧が設けられる、請求項４に記載のサセプタ。
  6. 　請求項１～５のいずれか１項に記載のサセプタを備えるエピタキシャル成長装置。
  7. 　請求項１、２、４のいずれか１項に記載のサセプタの前記０度の方向にシリコンウェーハの＜１１０＞方位が位置するよう、該シリコンウェーハを載置する工程と、
    　前記シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層を形成する工程と、を含むエピタキシャルシリコンウェーハの製造方法。
  8. 　シリコンウェーハの表面にエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルシリコンウェーハであって、
    　下記式[１]：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
     （前記式[１]中、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最大厚みであり、tMaxはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の最小厚みであり、tAveはエッジ１ｍｍの位置における周方向のエピタキシャル層の平均厚みである）
    に従うエッジ１ｍｍの位置における周方向の前記エピタキシャル層の膜厚分布の周方向ばらつき指標Δｔ０が０．７５％以下であることを特徴とするエピタキシャルシリコンウェーハ。
     
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