特許 6435992 エピタキシャル成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャル成長装置用リフトピン

(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】6435992

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】エピタキシャル成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャル成長装置用リフトピン

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20181203BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20181203BHJP

   C23C 16/24 20060101ALI20181203BHJP

   C23C 16/44 20060101ALI20181203BHJP

   C30B 29/06 20060101ALI20181203BHJP

   C30B 25/12 20060101ALI20181203BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   H01L21/68 N

   C23C16/24

   C23C16/44 F

   C30B29/06 504L

   C30B25/12

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-109937(P2015-109937)

(22)【出願日】2015年5月29日

(65)【公開番号】特開2016-225444(P2016-225444A)

(43)【公開日】2016年12月28日

【審査請求日】2017年11月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】302006854

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＭＣＯ

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】100165696

【弁理士】

【氏名又は名称】川原 敬祐

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 雅哉

【審査官】 桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０２６１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５０５６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１８９２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５１３０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４２４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４３０３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２９９２６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０９２１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０９２１３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １６／２４

Ｃ２３Ｃ １６／４４

Ｃ３０Ｂ ２５／１２

Ｃ３０Ｂ ２９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバーの内部に、シリコンウェーハを載置するサセプタと、該サセプタを下方から支持し、前記サセプタの中心と同軸上に位置する主柱と該主柱から放射状に延びる支持アームとを有する支持シャフトと、前記サセプタに設けられた貫通孔および前記支持アームに設けられた貫通孔の双方に挿通されて鉛直方向に移動自在に配設された、リフトピンとを備え、該リフトピンを昇降させて前記シリコンウェーハを前記サセプタ上に脱着させるエピタキシャル成長装置において、
前記リフトピンの少なくともその表層域は前記サセプタよりも硬度が低い材料で構成され、
前記サセプタの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部上部領域の表面粗さが０．１μｍ以上０．３μｍ以下であり、かつ、
前記支持アームの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とするエピタキシャル成長装置。

【請求項2】

前記リフトピンの少なくともその表層域がガラス状カーボンからなり、前記サセプタは少なくともその表層域が炭化珪素（ＳｉＣ）からなり、前記支持アームは石英からなる、請求項１に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項3】

前記リフトピンの下端部が丸み加工されている、請求項１または２に記載のエピタキシャル成長装置。

【請求項4】

請求項１〜３に記載のエピタキシャル成長装置を用いてシリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を成長させることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。

【請求項5】

シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャル成長装置内に設置するサセプタに設けられた貫通孔および前記サセプタの下部を支持する支持アームに設けられた貫通孔の双方に挿通され、前記シリコンウェーハを前記エピタキシャル成長装置内に搬入する際または前記エピタキシャル成長装置から取り出す際に前記シリコンウェーハの裏面を支持して昇降されるリフトピンであって、
少なくとも表層域が前記サセプタよりも硬度が低い材料で構成され、かつ前記サセプタの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部上部領域の表面粗さよりも、前記支持アームの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部下部領域の表面粗さが大きいことを特徴とするエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【請求項6】

前記直胴部上部領域の表面粗さが０．１μｍ以上０．３μｍ以下であり、かつ、前記直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ以上１０μｍ以下である、請求項５に記載のエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【請求項7】

少なくとも表層域がガラス状カーボンからなる、請求項５または６に記載のエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【請求項8】

前記リフトピンの下端部が丸み加工されている、請求項５〜７のいずれか一項に記載のエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エピタキシャル成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャル成長装置用リフトピンに関し、特に、エピタキシャルシリコンウェーハ裏面への疵発生を低減できるとともに、ウェーハ表面へのパーティクルの付着を低減できるエピタキシャル成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャル成長装置用リフトピンに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、シリコンウェーハは、チョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ、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。

【0003】

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、前記シリコンウェーハ上に単結晶シリコン薄膜を気相成長（エピタキシャル成長）させてエピタキシャルウェーハを製造する。

【0004】

エピタキシャルウェーハの製造には、例えば枚葉式エピタキシャル成長装置を用いる。ここで、一般的な枚葉式エピタキシャル成長装置について、図１を参照して説明する。図１に示すように、エピタキシャル成長装置１００は、上部ドーム１１、下部ドーム１２およびドーム取付体１３に囲まれたチャンバー２を有する。このチャンバー２は、その側面の対向する位置に反応ガスの供給及び排出を行うガス供給口３１及びガス排出口３２が設けられる。

【0005】

一方、チャンバー２内には、シリコンウェーハＷが載置されるサセプタ４が配置される。サセプタ４は、回転可能な主柱７ａに連結された支持アーム７ｂによってその下面の外周部が嵌合支持され、支持アーム７ｂとともに回転する。また、サセプタ４および支持アーム７ｂには、シリコンウェーハＷの昇降を行うためのリフトピン５を通過させる貫通孔４ｈおよび７ｈが形成されている。また、リフトピン５は、その基端を昇降シャフト６により支持されて昇降される。

【0006】

すなわち、チャンバー２内に導入したシリコンウェーハＷは、サセプタ４の貫通孔４ｈおよび支持アーム７ｂの貫通孔７ｈに挿通したリフトピン５をサセプタ４の上方に向けて移動し、リフトピン５の頭部をシリコンウェーハＷの裏面に当接させてシリコンウェーハＷをリフトピン５で一旦支持する。ここで、前記リフトピン５の上昇移動は、該リフトピン５の基端を支持する昇降シャフト６の上昇移動を介して行う。

【0007】

次いで、前記サセプタ４を支持する支持シャフト７を上昇させてサセプタ４をシリコンウェーハＷの位置まで移動し、シリコンウェーハＷをサセプタ４上に載置する。この状態において、リフトピン５の頭部は、サセプタ４の貫通孔４ｈの拡径部（図示せず）内に収められる。かように、シリコンウェーハＷをサセプタ４上に載置し、例えばサセプタ４の上方および下方に配置した複数台の加熱ランプ１４によりシリコンウェーハＷを１０００℃以上の温度に加熱する一方、エピタキシャル膜形成室２内に反応ガスを供給して、所定の厚さのエピタキシャル膜を成長させてエピタキシャルウェーハを製造する。

【0008】

その後、支持アーム７ｂの下降によってサセプタ４を下降する。この下降は、リフトピン５が昇降シャフト６に支持されサセプタ４から突出する位置まで行い、シリコンウェーハＷをリフトピン５にて支持しておく。そして、チャンバー２内に図示しない搬送ブレードを導入し、リフトピン５を下降して搬送ブレード上にシリコンウェーハＷを載置することにより、シリコンウェーハＷをリフトピン５から搬送ブレードに受け渡す。その後、搬送ブレードとともにシリコンウェーハＷを成長装置１００から退出させる。

【0009】

近年の半導体デバイスの微細化・高集積化に伴って、結晶欠陥やウェーハの表面に付着したパーティクルの低減が要求されている。こうした背景の下、特許文献１には、リフトピンが摺動して生じる摩耗分に注目し、リフトピンおよびサセプタの表面を炭化シリコン（ＳｉＣ）で形成し、サセプタと接触するリフトピンの領域を研磨して０．２μｍから５μｍの表面粗さとすることにより、エピタキシャル成長中に生じるパーティクルの付着や結晶欠陥の形成を低減できることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００２−２９９２６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

特許文献１に記載された発明では、リフトピン表面の材質がＳｉＣで構成されることから、リフトピン昇降時にリフトピンの頂部と接するウェーハの裏面部位において、接触疵が発生してしまう問題がある。
すなわち、特許文献１に記載される発明に限らず、一般的に、サセプタ４は、耐熱性および耐酸性の観点から、カーボン基材をＳｉＣで被覆したもの、あるいは基材そのものをＳｉＣ製としたもの等が用いられ、リフトピンも同様にカーボン基材をＳｉＣで被覆したもの、あるいは基材そのものをＳｉＣ製としたものが用いられている。

【0012】

しかし、ＳｉＣは耐熱性・耐酸性に優れるものの、その硬度は高いため、ＳｉＣ製のリフトピンを用いた場合、リフトピン５の先端部とシリコンウェーハＷの裏面とが接触した際に、ウェーハＷの裏面に接触疵や接触痕を発生させてしまう問題がある。現況の高集積化デバイスにおいては、シリコンウェーハＷの裏面とリフトピン５との接触によるウェーハＷ裏面への接触疵を可及的に低減することが希求される状況下にあり、裏面疵が低減されたエピタキシャルシリコンウェーハの提供が必要とされる。

【0013】

本発明の目的は、エピタキシャルシリコンウェーハ裏面への疵発生を低減できるとともに、ウェーハ表面へのパーティクルの付着を低減できるエピタキシャル成長装置、エピタキシャルウェーハの製造方法およびエピタキシャル成長装置用リフトピンを提案することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

発明者は、リフトピン５の材質をＳｉＣよりも硬度が低い材質で構成することにより、シリコンウェーハ裏面への疵発生を低減させるとともに、リフトピン５の表面粗さを調整することにより、パーティクルの発塵を低減させることを想起し、様々な実験を重ねたところ、以下の知見を得た。

【0015】

まず、サセプタ４よりも硬度が低い材質でリフトピン５を作製してエピタキシャル成長処理を行ったところ、シリコンウェーハＷの裏面への接触疵の発生を大幅に低減できることが確認されたが、ウェーハ表面へのパーティクルの付着量が増加することが確認された。

【0016】

発明者は、ウェーハ表面にパーティクルが付着する原因は、サセプタ４とリフトピン５との接触によるパーティクルの発生が原因と推察し、サセプタ４と接触する領域の表面粗さをできるだけ小さくした平坦性に優れるリフトピン５を使用して実験を行った。その結果、ウェーハ表面へのパーティクルの付着量の低減効果は確認されたが、ウェーハ表面へのパーティクルの付着量が急激に増加する異常現象が度々発生することが新たに確認された。

【0017】

このパーティクルの急激な増加は突発的に発生することから、エピタキシャル成長処理中に、何らしかのトラブルが発生していることが予想される。このため、発明者は、エピタキシャル成長処理中に、リフトピン５の昇降動作が正常に行われているとどうかの確認を行った。具体的には、チャンバー２を開放した状態で原料ガスなどは流さずに、室温のサセプタ４上にシリコンウェーハＷを載置した状態で、昇降シャフト６を駆動してリフトピン５を上下に昇降させる操作を繰り返して行い、リフトピン５の昇降動作を目視で確認する実験を行った。

【0018】

その結果、昇降シャフト６を下降させてリフトピン５を下方に降した際、一部のリフトピン５が支持アーム７ｂの貫通孔４ｈ内で引っかかり、リフトピン５が下がりきらず、その後、引っかかりが開放されてリフトピン５が下方に勢いよく落ちる現象が確認された。

【0019】

おそらく、エピタキシャル成長処理中も、このリフトピン５が落ちるという異常動作が発生しているものと推察され、このリフトピン５の落下現象により、リフトピン５とサセプタ４との接触により発生した粉塵がサセプタ４より上方に舞い上げられてしまい、シリコンウェーハＷの表面に回り込むパーティクル量を突発的に増大させているものと推測される。

【0020】

そこで、発明者は、リフトピン５と支持アーム７ｂとの引っかかりを抑制してウェーハ表面へのパーティクルの付着を抑制できる方途について鋭意検討した結果、リフトピン５における支持アーム７ｂの貫通孔７ｈ内を移動する部分のリフトピン５の外表面の表面粗さを小さくするのではなく、逆に表面粗さを大きくすることが有効であることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。

【0021】

本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）チャンバーの内部に、シリコンウェーハを載置するサセプタと、該サセプタを下方から支持し、前記サセプタの中心と同軸上に位置する主柱と該主柱から放射状に延びる支持アームとを有する支持シャフトと、前記サセプタに設けられた貫通孔および前記支持アームに設けられた貫通孔の双方に挿通されて鉛直方向に移動自在に配設された、リフトピンとを備え、該リフトピンを昇降させて前記シリコンウェーハを前記サセプタ上に脱着させるエピタキシャル成長装置において、前記リフトピンの少なくともその表層域は前記サセプタよりも硬度が低い材料で構成され、前記サセプタの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部上部領域の表面粗さが０．１μｍ以上０．３μｍ以下であり、かつ、前記支持アームの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とするエピタキシャル成長装置。

【0022】

（２）前記リフトピンの少なくともその表層域がガラス状カーボンからなり、前記サセプタは少なくともその表層域が炭化珪素（ＳｉＣ）からなり、前記支持アームは石英からなる、前記（１）に記載のエピタキシャル成長装置。

【0023】

（３）前記リフトピンの下端部が丸み加工されている、前記（１）または（２）に記載のエピタキシャル成長装置。

【0024】

（４）前記（１）〜（３）に記載のエピタキシャル成長装置を用いてシリコンウェーハ上にエピタキシャル膜を成長させることを特徴とするエピタキシャルウェーハの製造方法。

【0025】

（５）シリコンウェーハ上にエピタキシャル層を気相成長させるエピタキシャル成長装置内に設置するサセプタに設けられた貫通孔および前記サセプタの下部を支持する支持アームに設けられた貫通孔の双方に挿通され、前記シリコンウェーハを前記エピタキシャル成長装置内に搬入する際または前記エピタキシャル成長装置から取り出す際に前記シリコンウェーハの裏面を支持して昇降されるリフトピンであって、少なくとも表層域が前記サセプタよりも硬度が低い材料で構成され、かつ前記サセプタの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部上部領域の表面粗さよりも、前記支持アームの貫通孔内を通過する前記リフトピンの直胴部下部領域の表面粗さが大きいことを特徴とするエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【0026】

（６）前記直胴部上部領域の表面粗さが０．１μｍ以上０．３μｍ以下であり、かつ、前記直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ以上１０μｍ以下である、前記（５）に記載のエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【0027】

（７）少なくとも表層域がガラス状カーボンからなる、前記（５）または（６）に記載のエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【0028】

（８）前記リフトピンの下端部が丸み加工されている、前記（５）〜（７）のいずれか一項に記載のエピタキシャル成長装置用リフトピン。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハ裏面への疵発生を低減できるとともに、ウェーハ表面へのパーティクルの付着を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】一般的なエピタキシャル成長装置を示す図である。

【図2】本発明によるエピタキシャル成長装置を示す図である。

【図3】本発明によるエピタキシャル成長装置におけるリフトピンの周辺領域を示す図である。

【図4】支持アームの貫通孔内を通過するリフトピンの領域（直胴部下部領域）の表面粗さとリフトピンの昇降不具合発生率との関係を示す図である。

【図5】サセプタの貫通孔内を通過するリフトピンの領域（直胴部上部領域）の表面粗さとウェーハ１枚当たりの平均ＬＰＤの個数との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、図面を参照して、本発明について詳しく説明する。
図２は、本発明によるエピタキシャル成長装置１を示している。また、図３は、エピタキシャル成長装置１におけるリフトピン１５の周辺領域を示している。なお、図１と同じ構成には同じ符号が付されており、説明を省略する。図２および３に示すように、本発明によるエピタキシャル成長装置１は、サセプタ４よりも硬度が低い材料、すなわち柔らかい材料で構成されたリフトピン１５を有しており、このリフトピン１５は、サセプタ４の貫通孔４ｈおよび支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈに挿通され、鉛直方向に移動自在に配設されている。

【0032】

図３に示すように、リフトピン１５は、棒状の直胴部１５ａと、該直胴部１５ａおよび貫通孔４ｈより太径の頭部１５ｂとを有しており、頭部１５ｂがサセプタ４の貫通孔４ｈの拡径部４ｗに係合するように構成されている。なお、リフトピンは、棒状の直胴部の先端にシリコンウェーハを直接支持する頭部を有するものであれば、形状は限定する必要はなく、従って、図示の形状に限定されない。

【0033】

上述のように、リフトピン１５は、サセプタ４よりも硬度が低い材料、すなわち柔らかい材料で構成する。これにより、ウェーハＷの裏面への接触疵の発生を大幅に低減できる。リフトピン１５は、具体的には、ガラス状カーボン、黒鉛、石英、窒化アルミニウム、フォルステライト、コージェライト、イットリア、ステアタイト等を用いることができる。中でも、ガラス状カーボンは成型加工に優れ、高純度かつ耐熱性、耐酸性に優れる。なお、リフトピン１５全体を上記材料で構成する必要はなく、少なくともその表層域がサセプタの表面材質よりも柔らかい材料で構成されていればよい。例えば、ＳｉＣ等の硬度が高い基材の表面に上記材料を被覆してリフトピン１５を構成することができる。

【0034】

サセプタ４は、高純度かつ高温環境下での使用に耐え得る耐熱性、耐酸性の観点から、カーボン基材の表面をＳｉＣで被覆したものや、基材そのものをＳｉＣ製としたもの等で構成するのが通例である。

【0035】

本発明においては、支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈ内を通過するリフトピン１５の直胴部１５ａ上の領域（以下、「直胴部下部領域」と称する）１５ｃの表面粗さが１μｍ以上であることが肝要である。上述のように、リフトピンをサセプタよりも柔らかい材料で構成した場合に、昇降シャフトを下降させてリフトピンを下方に降した際、一部のリフトピンが支持アームの貫通孔内で引っかかることが判明した。

【0036】

この原因は必ずしも明らかではないが、リフトピン表層域の粗さが大きい方が、支持アームの貫通孔を区画する壁面に対する接触面積が低下するため、貫通孔内における摺動性が高められる結果、引っかかりの発生を抑制できるものと推測される。

【0037】

そこで、本発明においては、支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈ内を通過するリフトピン１５の直胴部下部領域１５ｃの表面粗さを１μｍ以上とする。ここで、直胴部下部領域１５ｃの表面粗さが１μｍ未満場合には、上記引っかかりの発生を十分に抑制することができなかった。

【0038】

また、上記支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈ内を通過するリフトピン１５の直胴部下部領域１５ｃの表面粗さの上限は、上記引っかかりの発生の防止の点では特に限定されるものではないが、表面粗さの調整加工の容易性の観点から１０μｍ以下にすることが望ましい。なお、本発明において、「表面粗さ」とは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（２００１年）に規定の算術平均粗さＲａを意味している。

【0039】

このような、リフトピン１５の表面粗さは、機械加工などの研磨処理により調整することができる。また、支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈ内の壁面１７ｓの表面粗さは、一般的に機械加工、エッチング、焼入れ、ブラスト処理等により調整され、概ね０．５μｍ以下の表面粗さに調整される。

【0040】

また、本発明において、サセプタ４の貫通孔４ｈ内を通過するリフトピン１５の直胴部１５ａ上の領域（以下、「直胴部上部領域」と称する）１５ｄの表面粗さは０．１μｍ以上０．３μｍ以下とする。本発明においては、リフトピン１５をサセプタ４よりも柔らかい材料で構成するため、サセプタ４の貫通孔４ｈ内を通過するリフトピン１５の直胴部上部領域１５ｄの表面粗さを０．３μｍ以下とすることにより、上記した発塵を抑制する効果を達成することができる。また、表面粗さを０．１μｍ以上とすることにより、加工コストが嵩むことなく発塵の発生を効果的に抑制することができる。
なお、リフトピンの頭部１５ｂの下面部は、サセプタ４の貫通孔４ｈの拡径部４ｗと接触するため、頭部１５ｂの下面部の表面粗さは０．３μｍ以下にすることが好ましい。

【0041】

このように、本発明によるリフトピン１５は、サセプタ４の貫通孔４ｈ内を通過する直胴部上部領域１５ｄと、支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈ内を通過する直胴部下部領域１５ｃとでは異なる表面粗さを有しており、直胴部上部領域１５ｄの表面粗さよりも、直胴部下部領域１５ｃの表面粗さの方が大きく構成されている。

【0042】

なお、サセプタ４の貫通孔４ｈを区画する壁面４ｓの表面粗さについても０．１μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。これにより、発塵の抑制効果をより高めることができる。

【0043】

また、リフトピン１５の下端部が丸み加工されていることが好ましい。上述のように、リフトピン１５は、サセプタ４の貫通孔４ｈおよび支持アーム１７ｂの貫通孔１７ｈの双方に挿通されており、上下方向に移動可能に構成されている。その際、リフトピン１５と貫通孔４ｈおよび１７ｈとの間には、リフトピン１５が貫通孔４ｈおよび１７ｈ内をスムーズに移動可能なように、わずかな隙間（クリアランス）が設けられている。

【0044】

そのため、リフトピン１５が昇降運動する際に、リフトピン１５が傾斜して、リフトピン１５が昇降運動する際の軌道から外れる場合があるが、リフトピン１５の下端部に対して丸み加工を施して丸みを有するようにすることにより、リフトピン１５の軌道を回復させることができ、軌道からの逸脱により生じたリフトピン１５とサセプタ４との摺動による粉塵の発生を抑制できる。

【0045】

こうして、本発明により、エピタキシャルシリコンウェーハ裏面への疵発生を低減できるとともに、ウェーハ表面へのパーティクルの付着を抑制することができる。

【実施例】

【0046】

＜リフトピンの作製＞
表１に示す直胴部上部領域および直胴部下部領域の表面粗さを有する８水準のリフトピン（発明例１〜４、比較例１〜４）を作製した。その際、全てのリフトピンをガラス状カーボンで作製した。

【0047】

【表1】

【0048】

＜リフトピン昇降不具合動作確認実験＞
作製した発明例１〜４および比較例１〜４のリフトピンのそれぞれを、図２に示したエピタキシャル成長装置１に適用し、サセプタ上にシリコンウェーハＷを載置した状態でリフトピンを昇降動作させた場合に、動作に不具合が発生するか否かを確認する動作確認実験を行った。この動作確認実験は、エピタキシャル成長装置１の上部ドーム１１を開放した室温状態で行い、動作不具合発生の確認は目視で行った。昇降動作の回数は１００回とし、往復の動作を１回としてカウントした。

【0049】

図４は、直胴部下部領域の表面粗さとリフトピンの昇降不具合発生率との関係を示している。図４から明らかなように、リフトピンの昇降不具合発生率は、直胴部下部領域の表面粗さが増加するにつれて減少し、表面粗さが１μｍ以上の場合にはリフトピンの昇降動作に不具合が発生しなかった。これに対して、直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ未満の場合には、リフトピンの昇降動作に不具合が観察された。このように、直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ以上である場合には、リフトピンの昇降動作の不具合の発生を防止できることが分かる。

【0050】

＜エピタキシャルウェーハ製造実験１＞
発明例１および２、並びに比較例１および２のリフトピンのそれぞれを図２に示したエピタキシャル成長装置１に適用して、エピタキシャルウェーハを製造した。ここで、サセプタ４は、カーボン基材の表面にＳｉＣコートしたものを用いた。また、エピタキシャルウェーハの基板としては、ボロンがドープされた直径３００ｍｍのシリコンウェーハＷを用いた。

【0051】

エピタキシャルウェーハの製造は、まず、シリコンウェーハＷをエピタキシャル成長装置１内に導入し、リフトピン１５を用いてサセプタ４上に載置した。続いて、水素ガス雰囲気下で１１５０℃の温度で水素ベークを行った後、１１５０℃にて、シリコンウェーハＷの表面上にシリコン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。エピタキシャルウェーハは、発明例および比較例のそれぞれに対して５０枚ずつ製造した。

【0052】

＜表面品質の評価＞
得られたエピタキシャルウェーハについて、エピタキシャル層に形成されたエピタキシャル欠陥の数を評価した。具体的には、表面欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製：Ｓｕｒｆｓｃａｎ ＳＰ−２）を用いてＤＷＯモード（Ｄａｒｋ Ｆｉｅｌｄ Ｗｉｄｅ Ｏｂｌｉｑｕｅモード：暗視野・ワイド・斜め入射モード）でエピタキシャル層表面を観察評価し、サイズ（直径）が０．２５μｍ以上のＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｆｅｃｔ）の発生状況を調べた。この評価を、それぞれ５０枚ずつ作製した発明例１および２、並びに比較例１および２のウェーハに対して行い、ウェーハ１枚当たりのＬＰＤの個数を求めた。その結果、直胴部下部領域の表面粗さが１μｍを超える発明例１および２については、突発的なＬＰＤ増加の発生が確認されず、リフトピンの昇降動作に不具合が発生しなかったものと推認できる。これら発明例１および２については、製造された全てのエピタキシャルウェーハにおいて、観察されたＬＰＤの個数は１個／ｗｆ以下であった。

【0053】

これに対して、直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ未満である比較例１および２については、突発的なＬＰＤ増加の発生が確認され、リフトピンの昇降動作に不具合が発生したと推認できる。これら比較例１および２について、観察されたＬＰＤの個数が１０個／ｗｆを超えたエピタキシャルウェーハの枚数は、比較例１では２枚、比較例２では２枚であった。

【0054】

＜エピタキシャルウェーハ製造実験２＞
発明例１および２、並びに比較例１および２と同様に、発明例３および４、並びに比較例３および４のリフトピンを、図２に示したエピタキシャル成長装置１に適用してエピタキシャルウェーハを製造した。ここで、製造条件は、発明例１および２、並びに比較例１および２の場合と全て同じである。

【0055】

上記エピタキシャルウェーハの製造の際、発明例３および４、並びに比較例３および４のいずれについても、直胴部下部領域の表面粗さが１μｍ以上であるため、突発的なＬＰＤ増加の発生は確認されなかった。図５は、発明例１、３および４、並びに比較例３および４に対する、直胴部上部領域の表面粗さとウェーハ１枚当たりの平均ＬＰＤの個数との関係を示している。図５から、リフトピンの直胴部上部領域の表面粗さが０．３μｍ以下である発明例１（表面粗さ：０．１５μｍ）、発明例３（表面粗さ：０．２μｍ）および発明例４（表面粗さ：０．３μｍ）については、平均ＬＰＤの個数が１個／ｗｆ以下を達成しているのに対して、リフトピンの直胴部上部領域の表面粗さが０．３μｍを超える比較例３（表面粗さ：０．５μｍ）および比較例４（表面粗さ：１μｍ）については、平均ＬＰＤの個数が１個／ｗｆ以下を達成できないことが分かる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明によれば、エピタキシャルシリコンウェーハ裏面への疵発生を低減できるとともに、ウェーハ表面へのパーティクルの付着を低減できるため、半導体ウェーハ製造業に有用である。

【符号の説明】

【0057】

１，１００ エピタキシャル成長装置
２ チャンバー
４ サセプタ
４ｈ，７ｈ，１７ｈ 貫通孔
４ｓ，１７ｓ 壁面
４ｗ 拡径部
５，１５ リフトピン
６ 昇降シャフト
７ 支持シャフト
７ａ，１７ａ 主柱
７ｂ，１７ｂ 支持アーム
１１ 上部ドーム
１２ 下部ドーム
１３ ドーム取付体
１４ 加熱ランプ
１５ａ 直胴部
１５ｂ 頭部
１５ｃ 直胴部下部領域
１５ｄ 直胴部上部領域
３１ ガス供給口
３２ ガス排出口
Ｗ シリコンウェーハ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】