特許 5717087 サセプタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5717087

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月13日

(54)【発明の名称】サセプタ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20150423BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/68 N

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2010-280628(P2010-280628)

(22)【出願日】2010年12月16日

(65)【公開番号】特開2012-129405(P2012-129405A)

(43)【公開日】2012年7月5日

【審査請求日】2013年11月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000184713

【氏名又は名称】ＳＵＭＣＯ ＴＥＣＨＸＩＶ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111707

【弁理士】

【氏名又は名称】相川 俊彦

(72)【発明者】

【氏名】那須 悠一

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１９７０６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−０９７３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１８１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２９４９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１２７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／０１９３４３７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ − ２１／６８７

Ｃ２３Ｃ １４／００ − １４／５８

Ｃ２３Ｃ １６／００ − １６／５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体ウェーハを載置するための底面と側壁を有する円形凹状のポケットが形成される表側と、該表側に対向する裏側を備える円柱形状のサセプタにおいて、
前記ポケットが形成されるエリアに対応する裏側の対応エリア内に刻印を施したサセプタ。

【請求項2】

前記ポケット内に前記底面が陥没する凹部を備え、
該凹部の底には凹面状底面を備えるが、
前記凹部が形成されるエリアに対応する裏側の対応エリア内に刻印を施した請求項１に記載のサセプタ。

【請求項3】

前記サセプタは、枚葉式気相成長に使用されるサセプタであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のサセプタ。

【請求項4】

前記刻印は、当該サセプタの半径方向に長さが１０ｍｍ以上の直線状のストロークを含まないことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のサセプタ。

【請求項5】

半導体ウェーハを載置するための底面と側壁を有する円形凹状のポケットを形成する表側と、該表側に対向する裏側を備える円柱形状のサセプタの管理方法であって、
前記ポケットが形成されるエリアに対応する裏側の対応エリア内に前記サセプタを識別可能な刻印を施し、
前記刻印に基づき、前記サセプタを気相成長又は熱処理に使用し、気相成長用又は熱処理用に整備し、気相成長又は熱処理に備えて保管することを特徴とする管理方法。

【請求項6】

気相成長又は熱処理させる半導体ウェーハを載置するための底面と側壁を有する円形凹状のポケットを備えるサセプタに刻印を施す刻印方法であって、
前記サセプタの表面を、前記ポケットが開口する表側、側面側、裏側に分け、
前記裏側を選択し、
前記ポケットを規定する側壁の上端であって前記ポケットの開口縁を形成する角部の位置を角部位置として特定し、
前記裏側において、前記角部位置から前記サセプタの形成材料を通って直線で結ぶことができない未達位置を特定し、
前記未達位置からなる施工場所に、その場所内に収まる所定の大きさの刻印をすることを特徴とする刻印方法。

【請求項7】

請求項６に記載の刻印方法により、刻印を施すことを特徴とする前記サセプタの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体ウェーハの気相成長や熱処理のために半導体ウェーハが載置されるサセプタに関し、特に半導体ウェーハを載せて加熱・冷却されるサセプタに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」という）から半導体を製造する過程では、各種の装置によって、ウェーハに様々な熱処理が施される。このような装置内にウェーハを載置する方法としては、主にウェーハの周縁部を支持して該ウェーハを立てた状態で装置内に並べる方式と、ウェーハの裏面側を支持して装置内のサセプタに載置する方式とがある。後者の方式では、熱処理が例えば気相成長の場合、ウェーハを一枚ずつサセプタに載置して処理する枚葉型の装置と、一度に複数枚のウェーハをサセプタに並べて処理するパンケーキ型またはバレル型（シリンダー型）とよばれる装置が知られている。これら枚葉型、パンケーキ型及びバレル型の装置では、サセプタ上のウェーハを載置する位置に、円形の窪み（座ぐり）がポケットとして形成されている。この座ぐりは、一般的に炭化珪素で被覆されたカーボンで形成されており、その径及び深さは、処理するウェーハの径や厚み、また気相成長等のウェーハに施す処理が、適切になされる条件等を鑑みて設計されている。

【0003】

例えば、図１０は枚様式気相成長装置に用いられるサセプタの一例を示す。サセプタ１００は、表面に設けられたウェーハ１０２を載置するためのポケット１１０と、同ポケット１１０内に同心状に設けられたリング状の段差１１６と、該段差１１６の内側にサセプタの中心に向って連続的に深くなる凹面状底面１１８とを備える。前記ポケット１１０の開口は、角部１１２により規定される。前記サセプタ１００には、前記凹面状底面１１８を貫通する孔１２０が複数個設けられており、リフトピン１３０が、前記ウェーハ１０２の取り出し及び載置の際にそれらを通って上下するように設けられている。

【0004】

サセプタはそれ自身が製品ではないため、サセプタの特性については、あまり研究がされてきていない。しかるに、枚様式気相成長装置によるエピタキシャルウェーハの製造において、載置されるウェーハの結晶方位の変化に同期してサセプタの熱容量を変化させることにより、製品であるウェーハの品質を向上する技術が開示されている（特許文献１）。

【0005】

また、リング状の突起部により外周部より所定寸法内方の個所を支持するサセプタを提供することにより、ウェーハが変形しても接触面積の増加を生じず、サセプタとの接触による局部加熱を極めてわずかに押えられ、ウェーハのスリップの発生がほぼ完全に押えられる技術が開示されている（特許文献２）。

【0006】

更に、気相成長の加熱の際におけるウェーハの撓み形状よりも座ぐりの底面が窪まされたサセプタにより基板を支持して、気相成長を行うことにより、ウェーハの主裏面に接触跡を形成することなく、両面が鏡面研磨処理されたウェーハの主表面上に薄膜を気相成長させる技術が開示されている（特許文献３）。

【0007】

上述するように、ウェーハの品質向上や安定性のために、種々のサセプタが準備されるが、一見しただけでは、これらを簡単に区別することはできない。また、製造装置の管理上、同一の種類のサセプタであっても、個々のサセプタの区別は必要である。このような部材の区別は一般にマーキングすることにより行われている。しかし、サセプタにおいては、加熱・冷却されるため、また、反応性のガスにも曝されることがあり、更に、ウェーハへのコンタミを避ける必要があるため、通常のペインティングによるマーキングでは対応ができない。また、サセプタは、通常グラファイトにＳｉＣをコーティングさせたものからなるので、いわゆる脆性材料から構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７−２９４９４２号公報

【特許文献2】特開平５−２３８８８２号公報

【特許文献3】特開２００３−３１８１１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述するようにサセプタは重要な意味を備え、また、装置に常時付けられているわけではなく、通常の冶具のように清掃や整備のために個別に取り出されることもある。このため、特定の装置に必要なサセプタや、清掃や整備のために個別に取り出されたサセプタについて、サセプタ単独で区別可能にしなければならない。治具の区別や名称付けは、罫書き線等により符号を付すことにより一般に行われるが、サセプタは脆性材料から構成されるので、先端が鋭利なキズ等はつけない方が好ましい。また、耐熱性や雰囲気耐性を備える必要がある。そこで、刻印を打つことによりサセプタにマーキングをすることが考えられる。刻印であれば、表面に異種材料で描いたものではないので、ウェーハへのコンタミを防ぐことができ、更に耐久性も期待できる。しかしながら、ウェーハの品質に影響を及ぼさないところであって、比較的見易いところに刻印をしなければならない。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上述のような課題に鑑みて、本発明では、サセプタのマーキングとしての刻印を施す位置の特定方法を提供し、それにより刻印を施したサセプタを提供する。また、好ましい刻印の条件についても教示する。

【0011】

刻印は、気相成長等においてウェーハの品質に影響を及ぼさない位置になされるべきであり（第１の条件）、サセプタを単独で取り扱う際に容易に判読可能な位置になされるべきであり（第２の条件）、かつ、刻印は表面を削るので、削られるサセプタの機械的強度に影響の少ないところになされるべきである（第３の条件）。図１０からも分かるように、ウェーハ１０２は、サセプタ１００の表側に開口を備えるポケット１１０内に載置されるので、サセプタ１００の表側は避けるべきである。サセプタ１００の側面は、周りの雰囲気が表側に回りこむ可能性が高いので、やはり、サセプタ１００の裏側が好ましいと考えられる（第１の条件）。次に、単独で扱った場合に見易い所に刻印することであるが、サセプタの裏側の面であれば、特に、見難いところもないと思われるので、この条件で更に位置を特定するには及ばない（第２の条件）。そして、削ることによる機械的特性の劣化を防止するためには、厚みが十分ある周縁近傍が好ましいとも考えられた（第３の条件）。

【0012】

しかしながら、実際に刻印を厚みが最も厚い周縁部の裏側の面に施して、気相成長等において使用したところ、サセプタが割れるという現象が生じた。そして、その割れにはある特徴があることが判明した。その原因（後述する）を検討した結果、サセプタの裏側で厚みが厚い周縁以外の位置に施すのが好ましいことが分かった。そこで、本発明によれば、具体的に以下のようなものを提供できる。

【0013】

（１）半導体ウェーハを載置するための底面と側壁を有する円形凹状のポケットが形成される表側と、該表側に対向する裏側を備える円柱形状のサセプタにおいて、前記ポケットが形成されるエリア（「ポケットエリア」とも呼ぶ）に対応する裏側の対応エリア（「対応ポケットエリア」とも呼ぶ）内に刻印を施したサセプタを提供することができる。これにより、気相成長等の熱処理時に生じるサセプタの割れ発生を防止することができる。

【0014】

前記サセプタには、ウェーハのリフトピンを通過させるため又はその他の目的のための孔が１又はそれ以上あってもよい。これらの孔の開口を規定する開口縁は、面取り若しくはアール加工を施すことが好ましい。サセプタの概形は、円柱形であるが、ポケットを備える少し厚めの円板とも言える。尚、サセプタの形状は、それを用いる気相成長装置のような装置に合わせて適宜変形されてよく、刻印された如何なる形状のサセプタも本発明の範囲内に属してよい。刻印には、１又はそれ以上の文字、符号、記号、マーク等を含んでもよい。

【0015】

（２）前記ポケット内に前記底面が陥没する凹部を備え、該凹部の底には凹面状底面を備えるが、前記凹部が形成されるエリア（[内エリア」とも呼ぶ）に対応する裏側の対応エリア（[対応内エリア」とも呼ぶ）内に刻印を施した上記（１）に記載のサセプタを提供することができる。上述したウェーハのリフトピンを通過させるための孔がある場合、上記内エリアの内又は外にこの孔があってもよい。上記内エリアの内にあることが好ましい。

【0016】

前記刻印は、裏側のほぼ中央に施すことが好ましい。割れ発生のおそれが少ないからである。また、円柱形状のサセプタが如何なる回転角で配置されていても、刻印位置は、常に裏面視でほぼ中央にあるため、刻印を見つけるのがより容易だからである。

【0017】

また、前記刻印は肉眼で判別できるものが好ましく、一文字の大きさが２ｍｍ〜１０ｍｍ程度の大きさとすることが望ましい。一文字の大きさは、タテ９ｍｍヨコ５ｍｍ以下であることが好ましく、タテ４ｍｍヨコ２ｍｍが最も好ましい。ただし、前記刻印が複数の文字等から構成される場合は、それらの文字を全て含むことができる領域（「刻印領域」とも呼ぶ）が前記ポケット径より小さくする必要がある。このような領域においては、刻印文字が、７文字以下であることが好ましい。

【0018】

刻印は、所定の深さの凹部を形成することにより、文字の輪郭或いは文字を構成する線（例えば、ストローク）の輪郭に影を作り、その文字を識別可能にすることができる。そのため、凹部の深さにより識別のされ易さが異なる。肉眼で識別可能な程度の深さであることが好ましい。また、刻印は表面で反射される光により認識されるので、入射される光の種類により、識別のされ易さが異なる。通常の環境光で認識できる程度、或いは、表面に対して斜めから入射される光が反射することにより識別可能な深さであってもよい。

【0019】

（３）前記サセプタは、枚葉式気相成長に使用されるサセプタであることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のサセプタを提供することができる。

【0020】

（４）前記刻印は、当該サセプタの半径方向に長さが１０ｍｍ以上の直線状のストロークを含まないことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のサセプタを提供することができる。

【0021】

刻印に含まれる文字のうち、サセプタの半径方向に直線状のストローク(直線)が含まれる場合、この直線に向けてクラックが伸展し易い。このため、刻印のうち、含まれる直線状のストロークのうち、最も長いものの長さは１０ｍｍ以下とすることが望ましい。これは、これらの長さ以上の直線状のストロークを含まないと言い換えることができる。おそらく、応力集中はクラック長さが長いと集中度が高くなり、また、先端の曲率半径が小さくなると集中が生じ易いことに起因するものと推測される。

【0022】

（５）半導体ウェーハを載置するための底面と側壁を有する円形凹状のポケットを形成する表側と、該表側に対向する裏側を備える円柱形状（或いは、円板形状）のサセプタの管理方法であって、前記ポケットが形成されるポケットエリアに対応する裏側の対応ポケットエリア内に前記サセプタを識別可能な刻印を施し、前記刻印に基づき、前記サセプタを気相成長又は熱処理に使用し、気相成長用又は熱処理用に整備し、気相成長又は熱処理に備えて保管することを特徴とする管理方法を提供することができる。

【0023】

（６）気相成長又は熱処理させる半導体ウェーハを載置するための底面と側壁を有する円形凹状のポケットを備えるサセプタに刻印を施す刻印方法であって、前記サセプタの表面を所定の数の区分に分け、載置される前記半導体ウェーハ基板の成長に影響を及ぼすことが最も少ない区分を選択し、前記ポケットを規定する側壁の上端であって前記ポケットの開口縁を形成する角部の位置を角部位置として特定し、前記選択された区分のうち、前記角部位置から前記サセプタの形成材料を通って直線で結ぶことができない未達位置を特定し、前記未達位置からなる施工場所に、その場所内に収まる所定の大きさの刻印をすることを特徴とする刻印方法を提供することができる。

【0024】

ここで、前記サセプタの表面を所定の数の区分に分けるとは、予め決めた数に分類分けすることを意味してよい。各分類は、それぞれ共通する特徴を備える。例えば、２つの区分に分ける場合は、表側とそれ以外の側、３つの区分に分ける場合は、表側、側面側、裏側である。これらの区分は、ウェーハの気相成長、熱処理、品質のばらつき等の特性に影響を及ぼし易さから分類することができる。表側が最も大きく、側面側が２番目で、裏側が最も小さい。更に、区分を増やす場合は、別の観点から区分を作り直しても良く、また、大分類された各区分を更に細分化してもよい。角部は一般に残留応力がたまりやすいと考えられる。そのため、サセプタの外形の角部や、むしろ内にある角部は、残留応力において引張応力が生じ易いと考えられる。本願のサセプタは、シリコンウェーハをそのポケットに保持するという共通の機能があるため、残留応力が引張応力となりやすい所、また、その引張応力が大きいと思われる所は共通する。そのため、上記角部を特に注目することが好ましい。割れは、小さなものから伸展し大きくなるが、割れの伸展には割れるための形成材料がなければならない。また、脆性破壊において、割れは直線的に伸展することが多い。そのため、大きな引張応力がかかりやすい前記角部から、前記サセプタを成形し、中空ではなく、充満した状態でサセプタの形成材料を備える所を通過して到達可能な場所（又はエリア）を避けて刻印をすることが好ましい。

【0025】

（７）上記（６）に記載の刻印方法により、刻印を施すことを特徴とする前記サセプタの製造方法を提供することができる。

【0026】

一般に、サセプタは、グラファイトのバルク材にＳｉＣをＣＶＤでコーティングしたものが使用される。成形材料であるグラファイトを所定の形状に成形し仕上げた後、上記方法で特定した位置に刻印する。その後、ＳｉＣコーティングを行う。

【0027】

刻印は、グラインダー等の機械加工によって基材表面に刻印してもよく、レーザー照射のような熱的な加工により基材表面に刻印してもよい。

【発明の効果】

【0028】

以上のように、本願の発明によれば、刻印をサセプタの好ましい位置に施しているので、サセプタの割れを未然に防止することができ、これにより載置されるウェーハの品質の向上や安定性を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明の実施例に関し、サセプタを断面の模式図で示す図である。

【図2】本発明の実施例に関し、サセプタの裏側の面の複数個所の刻印を検討する模式図である。

【図3】本発明の実施例にかかるサセプタを用いた気相成長装置の一例（概略断面図）を示す。

【図4】図２において検討した刻印箇所に関する実験結果を示す表を図示する。

【図5】刻印に割れが発生した状態を示す模式図である。

【図6】図１のサセプタにおける熱応力計算結果を示すグラフである。

【図7】刻印の印字輪郭部の段深さと光の関係を図解する模式図である。

【図8】割れの発生及び伸展に関する想像模式図である。

【図9】別の実施例のサセプタの平面図、断面図、底面図である。

【図10】シリコンウェーハを載置した状態でのサセプタの断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

次に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施例に関し、サセプタを断面の模式図で示す図である。円柱形状（又は円板形状）のサセプタ１０は、角部１７により規定される開口を該サセプタ１０の表側（図中上側）に備えるポケットを有する。該ポケットは実質的に垂直に立ち上がる側壁１５により規定され、底壁を有する。側壁１５の内側において、該底壁は、円柱形状の軸中心に向って、底面１４、段差１６、そして、凹面状底面１８を備える。ポケットは、この底面１４、段差１６、凹面状底面１８の順に深くなっていく。即ち、サセプタ１０（又は、ポケットの底）の肉厚は、この順に次第に薄くなっていく。尚、ここでは、ウェーハ取出し及び載置用のリフトピンの孔は省略している。

【実施例】

【0031】

ここで、ポケットの位置に相当するポケットエリアに対応する対応ポケットエリアをＡとして図示する。また、底面１４の内側で、段差１６の内側の凹面状底面１８の位置に相当する内エリアに対応する対応内エリアをＡ１として図示する。図１のサセプタ１０の裏面（下端面）を示す模式図である図２において、これらのエリアが円形に示されている。エリアＡを規定する点線は、側壁１５又は角部１７の位置を反映する。また、エリアＡ１を規定する点線は、段差１６を反映する。後述するように、エリアＡ内に刻印があることが好ましく、更に、エリアＡ１内に刻印があることがより好ましい。

【0032】

しかしながら、サセプタの肉厚は、更にエリアＡの外側において厚く、エリアＡ内で特に薄くなる。刻印は削り込むので、肉厚を薄くする方向に働き、元々の肉厚の薄いところの方が機械的強度が低下する等、特性の劣化のおそれが高いと考えられていた。従って、好ましい刻印の位置は、エリアＡの外側、エリアＡ内でエリアＡ１の外側、そして、エリアＡ１内の順であると考えられていた。特に、エリアＡ１内は、サセプタの肉厚が薄く、グラインダーのような機械加工の残留歪の影響の大きさもかなりのものであろうと予想されていた。

【0033】

そこで、後述するような実験を行い、上述のような考えが正しいかどうかを検討した。すると、意外なことに、一番肉厚の厚いエリアＡの外側に刻印をしたものだけに割れが発生するという結果を得た（図４参照）。そして、更に解析を行ったところ、思いもかけず、エリアＡ内に刻印があることが好ましく、更に、エリアＡ１内に刻印があることがより好ましいとの結果を得ることとなった。特に、エリアＡ１内はサセプタの肉厚が更に薄く、刻印中の損傷のおそれも考えれば、とてもそのようなところに刻印を施すことは考えられない。

【0034】

刻印位置に関する実験を以下のように行った。図１に示すようなサセプタと同じ構造のサセプタを複数個準備し、図２に示すように刻印位置を変えたサセプタをそれぞれ製作した。より具体的には、サセプタの裏側に位置Ｐ１からＰ５において、刻印文字の縦方向の最大長さが４ｍｍの同じ刻印（「３４」）をその深さ０．１ｍｍでそれぞれ施した。これらの刻印は、それぞれ同じグラインダーを用いた機械加工により施された。

【0035】

これらのサセプタ１０を、図３に示す枚様式気相成長装置１の中に配置して実験を行った。気相成長装置１は、その内部にエピタキシャル膜の形成室２を有している。この形成室２は、上側ドーム３と下側ドーム４とドーム取り付け体５とを備えている。上側ドーム３及び下側ドーム４は、石英などの透明な材料から構成され、気相成長装置１の上方及び下方に複数配置された赤外ランプ６により、サセプタ１０及び半導体ウェーハＷが加熱される。サセプタ１０は、サセプタ回転軸７に連なる支持アーム８によって、該サセプタの下面の外周部が水平に保持されて回転する。サセプタ１０は、通常、炭素母材の表面にＳｉＣ膜をコーティングしたものが採用されている。このサセプタ１０は、図１及び２に示すような凹部を有する円柱形状で、半導体ウェーハＷの裏面を支持する。図２において述べたように、この凹部は半導体ウェーハＷが収納される略円形の底壁と、これを取り囲む側壁１５とにより形成されるポケットを構成する。また、サセプタ１０の外周部には、その周方向に向かって、例えば１２０度毎に合計３本の貫通孔（リフトピン挿通用貫通孔）が形成されている。各リフトピン挿通用貫通孔には、半導体ウェーハＷを昇降させるリフトピン９が遊挿されている。リフトピン９の昇降は、リフトアーム１１により行われる。

【0036】

ドーム取り付け体５のうち、サセプタ１０と対峙する高さ位置には、ガス供給口１２とガス排出口１３とが対向配置されている。ガス供給口１２からは、形成室２内にＳｉＨＣｌ_３などのＳｉソースガス（原料ガス）を水素ガス（キャリアガス）で希釈し、それにドーパントを微量混合した反応ガスが、半導体ウェーハＷの主表面に対して平行（水平方向）に供給される。この供給された反応ガスは、半導体ウェーハＷの主表面を通過してエピタキシャル膜成長後、ガス排出口１３より装置１の外に排出される。一方、サセプタ下面側には、通常、下側ドーム４を清浄に保つために、ガス供給口からキャリアガスが供給される。

【0037】

図３に示す気相成長装置（概略断面図）は、本発明の実施例であるサセプタを用いることができる一つの例である。実験は、上述する５つの種類のサセプタ１０を気相成長装置１にセットして行われた。これらのサセプタの凹状ポケット内にシリコンウェーハＷを装填した後、エピタキシャル成長処理を行ってシリコンウェーハＷ表面にエピタキシャル膜を形成した。エピタキシャル成長処理は各サセプタ１０それぞれについて１００回実施した。各実験ともエピタキシャル条件は共通である。具体的なエピタキシャル成長条件は、次の通りである。結晶方位（１００）、ｐ型、直径３００ｍｍのシリコンウェーハＷをサセプタの凹状ポケット内（底面１４表面上）に載置し、１２００℃の温度でウェーハ表面を水素ベーク処理後、キャリアガスと共に原料ソースガス（ＳｉＨＣｌ_３）、ドーパントガス（Ｂ_２Ｈ_６）を気相成長装置の炉内に供給して、赤外ランプ照射により１１５０℃の温度に加熱されたウェーハ表面にエピタキシャル成長を行い、シリコンウェーハ表面に厚さ４μｍのエピタキシャル膜を形成する条件とした。

【0038】

その結果、刻印位置Ｐ１としたサセプタを除いては、いずれのサセプタにも割れは発生しなかった。刻印位置Ｐ１としたサセプタは、８回目のエピタキシャル成長処理後にサセプタに割れが確認された。このため、新たに刻印位置Ｐ１としたサセプタを使用して、同様の実験を再度行ったところ、３５回目のエピタキシャル成長処理後にサセプタに割れが確認された。この割れの状態を図５において模式的に示す。

【0039】

図５は、サセプタの周縁部分２０の一部を取り出した部分破断した状態の裏面の模式図である。下側の水平線２２は、サセプタ１０の外周辺を示す。境界線２４は、部分破断（図面の都合上）の破断線を模式的に示すものである。この刻印３０には数字「４」が含まれており、この「４」の縦ストローク３２は、サセプタ１０の中心から半径方向に延びる放射状の線の１つと重なるように刻印されている。「４」の横ストローク３４は、外周辺にほぼ平行に延びる。また、斜めストローク３６は、前記縦ストローク３２及び前記横ストローク３４の一端をつなぐものである。前記縦ストローク３２に重なって、割れ４０が半径方向に延び、水平線２２からなる外周辺にまで到達していることがわかる。この割れ４０は、図１の番号３番の位置の角部１７にまで到達していた。詳細な理由は不明であるが、刻印の縦ストローク３２と角部１７において、いずれか若しくは両方で発生した亀裂が、つながったためにこのような割れ４０となったと理解される。

【0040】

ここで、割れが発生した刻印位置Ｐ１のサセプタは、いずれも、割れ４０は、刻印の「４」の縦ストローク３２にのみ重なっており、半径方向に沿って延びる直線状の縦ストローク３２は、割れを誘発し易いことがわかった。

【0041】

以上のような実験結果を解析するために、刻印がなされていないサセプタについて、熱応力解析を行った。その結果を図６に示す。縦軸は残留応力であり、横軸はそれぞれの応力の位置である。残留応力の単位は任意であるが、プラス側に大きいということは、表面の引張応力が大きいということであり、マイナス側に大きいということは、表面の圧縮応力が大きいということである。そして、横軸の位置である１〜９は、図１の各矢印により丸で囲まれた数値により示された位置である。一般に、割れ等の破壊は、表面の引張応力が大きいところで生じ易いとされるところ、図１の角部１７（又はマル１）の位置が一番割れやすいと推測される。一方、圧縮応力が高いところは、表面からの割れが生じ難いとされる。今回の解析においては、番号１〜５は、表側にあるので、上述した条件１を満足しない。そのため、この応力解析の結果からはこれらの位置は除外する。すると、番号９の位置（サセプタの裏側の中央位置）が最も圧縮応力が高いとされた。即ち、上述してきたような実験結果を説明する解析結果となった。つまり、研削による肉厚減少に伴う機械的性質の劣化と、残留応力による影響を考えた場合、残留応力による影響の方が大きかったということであろう（第３の条件の見直し）。

【0042】

刻印の深さについて考察すると、刻印が深すぎると割れの発生等の不具合を生じるおそれがあり、あまり浅すぎると、判読が極めて難しい。このことを模式的に図７において解析する。刻印の判読は、主に刻印の段差部の明暗で行われる。これは、サセプタの場合、鏡面ではなく、梨地面であり、特定方向に向う反射光が得られ難いからである。即ち、サセプタの裏側の表面は反射光は分散光となって広がるため、表面に深さ違いに起因する反射光の微妙な角度の違いを認識できない。従って、段差で生ずる陰影による濃淡で刻印が判別されるからである。即ち、段差Ｄがある刻印の角部では、入射光が十分に段差の下側の表面に届かないことによる影が生じる。即ち、入射角１５度以上で入る入射光がその表面を明るく照らし、その光を表面が乱反射（又は分散反射）して影を作るのに十分寄与するとすれば、影の幅Ｗは、Ｗ＝Ｄ・ｔａｎ（θ）となり、深さＤに０．１ｍｍを、θに１５°を代入すると、次のようになる。
Ｗ＝０．１×ｔａｎ（１５°）＝０．０２７ （ｍｍ）
一方、Ｄに０．０５ｍｍを代入すると、Ｗ＝０．０１３ （ｍｍ）となる。

【0043】

この幅Ｗは、人間が認識し易いとされる幅の０．０１ｍｍを超えているので、この程度であれば、認識可能で、且つ、割れ発生を防止可能であると考えられる。尚、斜めから光を入射して、判別するという手段を併用する場合は、その深さは更に浅くすることも可能と考えられる。尚、上述では、段差における角部のアール面取りの半径Ｒ１及びスミのアールの半径Ｒ２について、無視したが、実際には、Ｒ１はその半分の長さにおいて、深さＤを実質的に減少させる効果がある。また、スミのアールではなく、スミにニゲをとった場合、バルクにキズ（欠陥）を入れることになるので好ましくない。但し、スミのアールが大き過ぎると、影ができ難くなるので、ある程度小さなアールで段差を作るのが好ましい。

【0044】

また、図６から、サセプタの裏側のほぼ中央近傍の位置であるＰ５がより好ましいと考えられるが、このような位置に刻印することにより、サセプタを立てかけた場合、刻印位置は、常に安定した位置にある。即ち、エリアＡの外側のように周縁近傍にあった場合、下側にこの刻印があると読み難いため、常にサセプタを回転させ刻印位置を上に持ってくる必要がある。しかし、その必要もないため生産性が向上するという思わぬ効果もある。また、裏返しに平坦に複数配置した場合、容易に把握できるサセプタの外周辺による外形から、その中央を注視するだけで容易に刻印の位置を見つけることができるという副次的な効果も得られる。特に、自動カメラ撮影によりかかる刻印を利用して、サセプタの特定をする場合は、焦点を合わせる位置が容易に判読できるので、自動カメラによる誤作動を防止し易いという効果もある。

【0045】

図８は、角部１７を起点として割れが発生した場合、及び、刻印を起点として割れが発生した場合、サセプタ内に生じる割れの伸展状態を想像し模式的に示す断面図である。図８（ａ）は、サセプタの外形を規定する円板の中心を通る線８０を含む垂直平面で切断した断面図のうち外周近くのところを特に切り取って示す模式図である。各部位の名称・符号は図１に共通するため、説明は省略する。半径方向のストロークを持つ刻印から、割れが発生し、底面においてその伸展が割れ線７０により観察できるが、その内部の割れは、割れ面７１のように広がると考えられる。一方、角部１７からは、割れが発生し、上面においてその伸展が割れ線７２により観察できるが、その内部の割れは、割れ面７３のように広がると考えられる。これらの割れ面７１、７３は互いにつながりサセプタの割れを生じさせると考えられる。このように、割れが線８０に平行に（又は沿って）伸展する場合は、それ以外の方向に伸展する場合よりも、より容易にサセプタの割れに導かれると考えられる。

【0046】

これに対して、例えばθ１の角度で傾いた方向に伸展する場合は、回転対象体であるサセプタにおいて、角部１７でθ１という比較的大きな角度で傾いて割れが発生することが必ずしも容易であるとは考え難く、伸展しなければならない距離も増え、サセプタの割れにつながる可能性は低いと考えられる。このときの様子を図８（ｂ）に示す。この図は、中心から角部１７に相当するところまでは、図８（ａ）と同じ断面であるが、それを超えて外側に向かっては、上記傾いた割れに沿った断面を表している。図８（ａ）と同様に、刻印を起点とする割れが発生するが、刻印に含まれる割れを誘引するストロークは、θ１に応じて傾いていると考えられる。底面においてその伸展が割れ線７４により観察できるが、その内部の割れは、割れ面７５のように広がると考えられる。一方、角部１７からは、割れが発生し、上面においてその伸展が割れ線７６により観察できるが、その内部の割れは、割れ面７７のように広がると考えられる。これらの割れ面７５、７７は互いにつながりサセプタの割れを生じさせると考えられる。尚、ここで、半径方向とは、実質的な方向を指すもので、厳密な円板中心を含む平面内に含まれる方向を含み、それに若干の傾きを加味したものを含んでよい。例えば、厳密な方向から１０度以下で傾いても半径方向と言うことができる。

【0047】

一方、θ２で傾く割れについては、同様の理由でθ１の場合よりも更に生じ難いと考えられる。何れの場合においても、これらの図から分かるように、角部１７から上述のエリアＡ内に割れが伸展することは殆どないと考えられる。角部１７から側壁１５の内側に割れが伸展するための材料が存在しないからである。従って、角部１７から伸展した割れが、そのまま伸展し刻印に到達する可能性は低いと考えられる。

【0048】

図９は、更に別の実施例のサセプタの平面図、断面図、底面図を示す。基本的に図１のサセプタ１０と同じ構造を備えるので、対応する符号を用い、重複する説明は省略する。このサセプタ１０’においては、段差がなく、リフトピン用の孔５５が省略せず明示されている。この孔５５は、角部１７で規定されるポケット内に、３箇所等回転角でリフトピンが自在に挿入できるように開けられている。図１では、省略されていたが、サセプタ１０のエリアＡ１内にも同様にこのような孔が設けられている。この孔５５の上側には面取りが施されている。対応ポケットエリアであるエリアＡは共通するが、段差が存在しないため、エリアＡ１に相当するものがない。このようなサセプタ１０’においても、やはり同様に、好ましい刻印位置としてエリアＡ内が規定できる。更に、リフトピン用の３つの孔の内側にエリアＡ２内として、更に好ましい刻印位置が規定できることを示している。同様な位置は、図１についても当てはまる。刻印６０は、分かり易くするために特に大きく図解しているが、実際には通常の大きさで表されている。

【0049】

以上のように、本発明のサセプタは、厚みの薄いところに敢て刻印をすることにより、熱による残留応力をうまく利用することができるので、サセプタの割れを防ぐことができる。更に、その位置は、視覚による判別のし易い位置であるので、生産性の向上という副次的効果も期待できる。

【符号の説明】

【0050】

１０、１００ サセプタ １５ 側壁 １７ 角部
１４ 底面 １６、１１６ 段差 １８、１１８ 凹面状底面
２０ 成形材料 ２２ 外縁 ２４ 図面上の破断面 ３０ 刻印
３２ 縦ストローク ３４ 横ストローク ３６ 斜めストローク
４０ 割れ Ｄ 深さ Ｗ 影幅 θ 入射角
Ｒ１、Ｒ２ 曲率半径

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】