特許 6493982 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】6493982

(24)【登録日】2019年3月15日

(45)【発行日】2019年4月3日

(54)【発明の名称】サセプタ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20190325BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20190325BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20190325BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/458

   H01L21/68 N

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-230237(P2015-230237)

(22)【出願日】2015年11月26日

(65)【公開番号】特開2017-98441(P2017-98441A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2017年12月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】507182807

【氏名又は名称】クアーズテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101878

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100187506

【弁理士】

【氏名又は名称】澤田 優子

(72)【発明者】

【氏名】天野 正実

(72)【発明者】

【氏名】小宮山 純

(72)【発明者】

【氏名】阿部 芳久

(72)【発明者】

【氏名】江里口 健一

【審査官】 佐藤 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２２３５４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１４４７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３６０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４８３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１０３６９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７６２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１５／０４４７４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５３５４３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一の主面上に半導体基板を載置する凹部を有し、かつ前記一の主面に対して垂直方向の回転軸を有する板状体からなる、成膜装置に用いられるサセプタであって、
前記凹部の底面と前記一の主面と対向する他の主面との間で最小厚さ寸法を有する位置において、前記最小厚さ寸法の中間点を通り、前記回転軸と垂直な仮想平面を設定し、前記仮想平面と前記一の主面との間の体積をＶａとし、前記サセプタ全体の体積から前記体積Ｖａを差し引いた体積をＶｂとした際、
前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下となるように、
前記一の主面上の前記凹部の外側に、前記凹部とは別に、一の主面を削り取った削り部が形成されていることを特徴とするサセプタ。

【請求項2】

前記他の主面上に、前記回転軸を中心とするリング状に削り取った削り部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。

【請求項3】

前記体積Ｖａは、前記体積Ｖｂの１．２６倍以下であることを特徴とする請求項１に記載のサセプタ。

【請求項4】

化合物半導体層の気相成長法で用いられることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のサセプタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はサセプタに関し、例えば、半導体基板上に成膜する際に用いられるサセプタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から半導体基板上に成膜する際、半導体基板を載置するためのサセプタが用いられる。図７に示すように、サセプタ５０は、一般的に円板状の板状体からなり、この板状体の主面５０ａには半導体基板を載置するための、いわゆる座グリ（凹部）５０ｂが設けられている。尚、図示しないが、半導体基板を載置するための手段として、座グリ（凹部）５０ｂ以外に、ポケット、複数のピンなどが設けられたものもある。

【0003】

ところで、図７に示すように、サセプタ５０には座グリ（凹部）５０ｂを形成することによって、座グリ（凹部）５０ｂ側が凹曲面となるような反りが生じる。しかも、このサセプタ５０の反りは、半導体基板上に成膜する際の熱により、より増大し、半導体基板上に形成される膜厚の均一性の悪化、半導体基板のスリップの発生数の増大等、悪影響を及ぼすことが知られている。

【0004】

特に、近年、半導体基板は大口径化の傾向にあり、これに伴いサセプタも大径化の傾向にある。またサセプタの厚さ（肉厚）については、サセプタの熱伝導性を高めるために、より薄肉化の傾向にある。このように、サセプタの径はより大きく、厚さはより薄くなり、サセプタはより一層反り易く、反り量が大きくなるという問題を抱えている。

【0005】

この反りを抑制するサセプタとしては、例えば、特許文献１に示されたサセプタが提案されている。このサセプタを図８に示すと共に、図８に基づいて説明する。図８に示すように、サセプタ６０は円板状体に形成され、一の主面６０ａ上（上面上）には、半導体基板を載置する、基板載置窪み部６１（図８では６個の窪み部の場合を図示）が形成されている。また、前記一の主面６０ａと相対向する前記他の主面６０ｂ（下面）には、裏面窪み部６２が設けられている。

【0006】

基板載置窪み部６１及び裏面窪み部６２の形状寸法は、同一であり、前記基板載置窪み部６１と裏面窪み部６２は、表裏面対称に形成されている。このような形状のサセプタ６０は、表裏面対称に形成されているため、製作する際の加工歪、反りを抑制できる。また、半導体基板上に成膜する際の熱によりサセプタ６０の内部には内部応力が生じるが、表裏面対称形に形成されているため、内部応力が相殺されて、反りの発生が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１１−１６９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に示されたサセプタにあっては、裏面側に、基板載置窪み部と形状寸法を同一にした裏面窪み部を、基板載置窪み部と表裏面対称に形成する必要があり、高精度の加工が必要となるばかりでなく、コストが嵩むという技術的課題があった。

【0009】

また、サセプタの裏面から輻射熱を受けて加熱される場合は、サセプタの裏面に大きい凹凸があると、サセプタの均熱性が低下するので、特に大口径基板用としては適切でないと言える。

【0010】

さらに、表裏の形状を同一にして厚さ方向の体積を同じにすると、サセプタ自身が本来有する歪みや反りが顕在化して、サセプタが単純な反りではなく、半導体基板を載置する主面内で凹凸を有する歪みの大きい形状となり、気相成長用サセプタとしては好ましくないものとなる。

【0011】

本発明者らは、上記技術的課題を解決するために、上記したような、表裏面対称に凹部（窪み部）を形成することなく、主としてサセプタの主面側に加工を施すことによって、サセプタを製作する際の反りを抑制すること、また半導体基板上に成膜する際の反りを抑制することを鋭意研究した。その結果、サセプタの主面側に特定の凹部を形成し、所定の仮想平面と前記一の主面との間の体積と、前記サセプタ全体の体積から前記体積を差し引いた体積との比が特定の範囲にある場合に、サセプタを製作する際の反りは存在するものの、半導体基板上に成膜する際の反りを抑制することができることを想到し、本判明を完成するに至った。

【0012】

本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、コストを抑制でき、しかも成膜時における反りを抑制したサセプタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

上記目的を達成するためになされた本発明にかかるサセプタは、一の主面上に半導体基板を載置する凹部を有し、かつ前記一の主面に対して垂直方向の回転軸を有する板状体からなる、成膜装置に用いられるサセプタであって、前記凹部の底面と前記一の主面と対向する他の主面との間で最小厚さ寸法を有する位置において、前記最小厚さ寸法の中間点を通り、前記回転軸と垂直な仮想平面を設定し、前記仮想平面と前記一の主面との間の体積をＶａとし、前記サセプタ全体の体積から前記体積Ｖａを差し引いた体積をＶｂとした際、前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下となるように、前記一の主面上の前記凹部の外側に、前記凹部とは別に、一の主面を削り取った削り部が形成されていることを特徴としている。

【0014】

このように前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下である場合には、サセプタを製作する際の反りは存在するものの、半導体基板上に成膜する際の反りは抑制される。また、従来のように表裏面対称に凹部（窪み部）を形成する必要がないため、高精度な加工は必要とならず、安価にサセプタを製作することができる。

【0015】

前記体積Ｖａが体積Ｖｂの１．０３倍未満である場合には、厚さ方向における体積差に起因する反りはほとんどなくなるが、サセプタ自身が本来有する歪みが顕在化してしまい、サセプタが単純な反りではなく、ウェーハを保持する面が凸になりウェーハを外周で安定的に保持できなくなるため、好ましくない。
また、体積Ｖａが体積Ｖｂの１．４５倍を超える場合には、反りが１２０μｍ以上発生し、気相成長工程での成膜均一性に問題が発生するため、好ましくない。

【0016】

尚、本発明にあっては、前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下であれば良く、サセプタの一の主面の凹部の深さ、直径を調整することによって、体積Ｖａの体積Ｖｂに対する割合が調整される。
また、前記体積Ｖａの体積Ｖｂに対する割合の調整は、一の主面を削り取った削り部を形成することにより行われる。この場合、サセプタの裏面を平坦面に設計することもでき、サセプタの均熱性も確保することができる。
更に、前記他の主面上に、前記回転軸を中心とするリング状に削り取った削り部を形成することにより行っても良い。この他の主面上に削り部を形成する場合にも、従来のように表裏面対称に凹部（窪み部）を形成する必要がないため、高精度な加工は必要とならず、安価にサセプタを製作することができる。

【0017】

更に、前記体積Ｖａは、前記体積Ｖｂの１．２６倍以下であることが望ましい。サセプタの反りを５０μｍ程度に抑制でき、好ましい。
尚、本発明にかかるサセプタは、化合物半導体層の気相成長法で好適に用いることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、コストを抑制でき、しかも成膜時における反りを抑制したサセプタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は本発明にかかる第１の形態にかかるサセプタを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。

【図2】図２は、第２の形態を示すサセプタを示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図3】図３は、第３の形態を示すサセプタを示す断面図である。

【図4】図４は、サセプタ（比較例１）を示す断面図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図5】図５は、図４に示すサセプタ（比較例１）の半径方向における変位と温度を示す図である。

【図6】図６は、比較例２〜１２、実施例１〜１５、参考例１における体積比と反りの関係を示す図である。

【図7】図７は、従来のサセプタの断面図である。

【図8】図８は、従来の他のサセプタの斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部位の厚みと幅との関係、部位間の大きさの比率等は、正確に図示されていない。

【0021】

図１に示すように、第１の形態のサセプタ１は、一の主面２と前記一の主面２と相対向する他の主面３を有した円板状体に形成され、前記主面２上には、半導体基板を載置する一つの凹部４が形成されている。
前記凹部４は平面視上円形に形成され、その中心が前記回転軸Ｌ上に位置している。即ち、サセプタ１は、その中心に回転軸Ｌを有し、サセプタ１の前記回転軸Ｌによる回転対称性は円対称性に形成されている。

【0022】

このサセプタ１の材質は一般的に用いられている材質を用いることができ、例えば、カーボン（Ｃ）基体に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を被覆したものを用いることができる。

【0023】

また、前記サセプタ１の特定な平面（仮想平面）Ｆと前記一の主面２との間の体積、即ち、特定な平面（仮想平面）Ｆよりも上方の体積をＶａとする。また前記サセプタ全体の体積から前記体積Ｖａを差し引いた体積、即ち、特定な平面（仮想平面）Ｆよりも下方の体積をＶｂとする。このとき、前記サセプタ１にあっては、前記体積Ｖａは前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下に構成されている。

【0024】

前記特定な平面（仮想平面）Ｆとは、一の主面２上に半導体基板を載置する凹部４の底面と、前記一の主面２と対向する他の主面３との間で最小厚さ寸法を有する位置Ｐにおいて、前記最小厚さ寸法（前記底面上の位置Ｐと他の主面３）の中間点Ｍを通り、前記回転軸Ｌと垂直な仮想の平面をいう。
尚、サセプタ１に、一の主面２から他の主面３に貫通する貫通穴が形成されている場合には、前記貫通穴を埋設した状態を仮想し、最小厚さ寸法を有する位置Ｐを特定する。

【0025】

このように、前記サセプタ１の主面２上に、半導体基板を載置する凹部４が形成されたサセプタ１において、前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下に構成されている場合には、サセプタ１の反りを１２０μｍ以下になすことができる。

【0026】

また、前記サセプタ１の体積Ｖａを体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下になすために、前記サセプタ１には、前記凹部４の外周部に、前記一の主面２を削り取ることによって形成された、平面視上リング状の削り部５が形成される。 前記削り部５は、半導体基板を載置する凹部４側の主面に形成され、その深さｔ１、幅ｔ２は、体積Ｖａが体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下の範囲内になるように調整される。
尚、前記凹部４、削り部５はサセプタ１の表面に加工を施すことによって形成でき、サセプタ１の裏面は平坦面に設計できる（他の主面を平坦面になすことができる）ので、サセプタの均熱性も確保することができる。

【0027】

ここで、体積Ｖａが体積Ｖｂの１．０３倍未満である場合には、サセプタの反りが安定せず、ウェーハを保持する面が凸（いわゆる上凸）になりウェーハを外周で安定的に保持できなくなるため、好ましくない。半導体基板を保持するためには、サセプタは下凸形状が望ましく、これが上凸になると、半導体基板中央部がサセプタと接触し易くなり、半導体基板の成膜面が安定せず、均一な成膜が得られない。また、前記のように接触した場合は、半導体基板の裏面にＬＰＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｐｏｉｎｔ Ｄｅｆｅｃｔｓ）等の傷が発生し、後工程で平坦度に影響が出るおそれがある。なお、体積Ｖａが体積Ｖｂの１倍である上下対称構造では、サセプタの反り自体は低減するがサセプタにうねりが発生するので、これも好ましくない。また、体積Ｖａが体積Ｖｂの１．４５倍を超える場合には、反りが１２０μｍ以上発生し、気相成長工程での成膜均一性に問題が発生するため、好ましくない。特に、前記体積Ｖａが、前記体積Ｖｂの１．２６倍以下である場合には、反りが５０μｍ程度となるため、より好ましい。

【0028】

具体的に説明すると、サセプタ１の直径Ｄ１は、例えば３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下に設定される。サセプタ１の直径Ｄ１（一の主面の最大径）を３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下としたのは、半導体基板の寸法に対応させたものである。
一例を挙げれば、サセプタ１の直径Ｄ１を３４０ｍｍ、前記一の主面２と他の主面３との間の寸法（厚さ）Ｔ１を２．４ｍｍとし、凹部４の直径Ｄ２を２０２．５ｍｍ、凹部４の深さｔ３（回転軸Ｌ上の深さ、図１では明確化のため回転軸Ｌからずらして図示している）を０．８４ｍｍとし、削り部５の深さｔ１を０．８４ｍｍ、幅ｔ２を１１５ｍｍとした場合には、前記仮想平面Ｆは、前記一の主面２から１．６２ｍｍの位置にあり、体積Ｖａは体積Ｖｂの１．２６倍となる。

【0029】

次に、図２に基づいて第２の形態について説明する。
第１の形態では、主面２上に半導体基板を載置する１つの凹部４が形成されているサセプタを示したが、この第２の形態は、主面２上に半導体基板を載置する３つの凹部１３が形成されている点に特徴がある。

【0030】

図２に示すように、第２の形態のサセプタ１０の主面１１上には、前記したように、３つの半導体基板を載置するために３つの凹部１３が形成されている。前記凹部１３は第１の実施形態の凹部４に相当するものである。
また、前記サセプタ１０の主面１１上には、前記凹部１３の間とサセプタ１０の外縁部との間に、平面視上、円弧状の３つの削り部１４が形成されている。前記削り部１４は、第１の実施形態の削り部５に相当するものである。

【0031】

前記サセプタ１０は、その中心に回転軸Ｌを有し、サセプタ１０の前記回転軸Ｌによる回転対称性は３回対称性である。即ち、前記凹部１３及び削り部１４は、回転軸Ｌ（サセプタ１０の中心）に対して、１２０度の間隔をもって形成されている。

【0032】

この第２の形態における、前記特定な平面（仮想平面）Ｆは、一の主面１１上に半導体基板を載置する３つの凹部１３の底面と、前記一の主面１１と対向する他の主面１２との間で最小厚さ寸法を有する位置Ｐにおいて、前記最小厚さ寸法（前記底面上の位置Ｐと他の主面３）の中間点Ｍを通り、前記回転軸Ｌと垂直な仮想の平面をいう。
尚、３つの凹部１３の凹部深さ（底面位置）が異なる場合には、３つの凹部１３のうち最も深い凹部底面と他の主面１２との間が最小厚さ寸法となるため、当該底面上に位置Ｐが存在する。

【0033】

この第２の形態にあっても、前記サセプタ１０の特定な平面（仮想平面）Ｆと前記一の主面１１との間の体積をＶａとし、前記サセプタ全体の体積から前記体積Ｖａを差し引いた体積をＶｂとすると、前記サセプタ１０では、前記体積Ｖａは前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下に構成されている。

【0034】

前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下に構成されているため、サセプタの反りが安定し、ウェーハを外周で安定的に保持でき、反りを１２０μｍ以下に抑制することができる。
特に、前記体積Ｖａが、前記体積Ｖｂの１．２６倍以下に構成されている場合には、反りを５０μｍ以下に抑制することができるため、より好ましい。

【0035】

前記サセプタ１０の体積Ｖａを体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下になすために、第２の形態のサセプタ１０では、前記凹部１３の外周部に削り部１４が形成される。
前記削り部１４は、半導体基板を載置する凹部１３側の主面に形成され、その径ｒ、深さｔ５は、体積Ｖａが体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下の範囲内になるように調整される。
また、前記体積Ｖａの体積Ｖｂに対する割合の調整は、前記凹部１３の深さを調整することにより行っても良い。
尚、前記凹部１３、削り部１４はサセプタ１０の表面に加工を施すことによって形成できるため、サセプタ１０の裏面は平坦面に設計すること（他の主面を平坦面になすことができる）ができ、サセプタの均熱性も確保することができる。

【0036】

具体的に説明すると、サセプタ１０の直径Ｄ３は、例えば３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下に設定される。
一例を挙げれば、サセプタ１０の直径Ｄ３を３４０ｍｍ、前記一の主面１１と他の主面１２との間の寸法（厚さ）Ｔ２を２．４ｍｍとし、凹部１３の直径Ｄ４を１５１．３ｍｍ、凹部１３の深さｔ４を０．７２５ｍｍとし、削り部１４の径ｒを７０ｍｍ、深さｔ５を０．７２５ｍｍとした場合には、前記仮想平面Ｆは、前記一の主面１１から１．５６２５ｍｍの位置にあり、前記体積Ｖａは体積Ｖｂの１．１６倍となる。

【0037】

次に、図３に基づいて第３の形態について説明する。
第１の形態では、主面２上に１つの削り部５が形成されている場合を示したが、この第３の形態は、前記サセプタの主面と相対向する他の主面にも、削り部を形成した点に特徴がある。

【0038】

図３に示すように、前記サセプタ２０の主面２１上には、半導体基板を載置する一つの凹部２５が形成されている。前記凹部２５は第１の形態の凹部４に相当するものである。また、前記サセプタ２０の主面２１上には、前記凹部２５の外周部に、前記一の主面２１を削り取ることによって形成された、平面視上リング状の第１の削り部２３が形成される。前記第１の削り部２３は第１の形態の削り部５に相当するものである。

【0039】

また、前記主面２１に相対向する他の主面２２上には、前記凹部２５の対応する位置から外側の領域に、前記他の主面２２を削り取ることによって形成された、平面視上リング状の第２の削り部２４が形成される。
また、サセプタ１０は、その中心に回転軸Ｌを有し、サセプタ１０の前記回転軸Ｌによる回転対称性は円対称性である。

【0040】

また、この第３の形態においても、前記一の主面２１と前記一の主面２１と対向する他の主面２２との間の最小厚さ寸法は、図３に示すように、前記凹部２５と他の主面２２との間に存在し、仮想平面Ｆは、最小厚さ寸法を有する位置Ｐにおいて、前記最小厚さ寸法（前記底面上の位置Ｐと他の主面２２）の中間点Ｍを通り、前記回転軸Ｌと垂直な平面である。

【0041】

また、この第３の形態の場合、前記サセプタ２０の特定な平面（仮想平面）Ｆと前記一の主面２１との間の体積をＶａとし、前記サセプタ全体の体積から前記体積Ｖａを差し引いた体積をＶｂとすると、前記サセプタ２０においても、前記体積Ｖａは前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下に構成されている。

【0042】

前記体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．０３倍以上１．４５倍以下に構成されているため、サセプタの反りが安定し、ウェーハを外周で安定的に保持でき、反りを１２０μｍ以下に抑制することができる。
特に、前記体積Ｖａが、前記体積Ｖｂの１．２６倍以下に構成されている場合には、反りを５０μｍ以下に抑制することができるため、より好ましい。

【0043】

具体的に説明すると、サセプタ２０の直径Ｄ５は、例えば３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下に設定される。サセプタ２０の直径Ｄ５（一の主面の最大径）を３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下としたのは、半導体基板の寸法に対応させたものである。

【0044】

一例を挙げれば、サセプタ２０の直径Ｄ５を３４０ｍｍ、前記一の主面２１と他の主面２２との間の寸法（厚さ）Ｔ３を２．４ｍｍとし、凹部２５の直径Ｄ６を２０２．５ｍｍ、凹部２５の深さｔ１０（図３では明確化のため回転軸Ｌからずらして図示している）を０．８４ｍｍとし、第１の削り部２３の幅ｔ６を５８．７５ｍｍ、深さｔ７を０．８４ｍｍとし、第２の削り部２４の幅ｔ８を１０ｍｍ、深さｔ９を０．５ｍｍとした場合には、前記仮想平面Ｆは、前記一の主面２１から１．６２ｍｍの位置にあり、前記体積Ｖａは体積Ｖｂの１．３３倍となる。

【0045】

本発明に係るサセプタ１，１０，２０は、下地となる基板上に化合物半導体層を気相成長させるプロセスにおいて、特に有効である。一例として、シリコンウェハの一の主面上に数種類のガリウム系窒化物半導体層を形成する窒化物半導体基板の気相成長用サセプタが挙げられる。

【0046】

シリコンウェハ上にシリコンを気相成長する場合と比べて、上記の窒化物半導体の場合は、気相成長の過程で基板の反りが大きく変動する。かつ、気相成長層厚の面内均一性は、窒化物半導体の各層の厚さが薄い場合は、より精密な温度制御を必要とするが、基板の反りとサセプタの反りの両方が大きいと、この温度制御性が著しく損なわれる。

【0047】

この点、本発明に係るサセプタ１，１０，２０は、サセプタ自身の反りが適切な範囲に収まっており、かつ、サセプタ１，１０，２０の裏面に、必要以上に複雑な凹部を形成する必要もないことから、サセプタ１，１０，２０裏面からの輻射熱の面内均一性も良好に保持され、その結果、サセプタ表面の温度の面内均一性が低下しないものといえる。

【0048】

また、前記最小厚さ寸法が、前記一の主面の最大径の１／１０００以上２３／１０００以下であって、かつ前記一の主面の最大径が３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下であることが望ましい。
前記一の主面の最大径を３００ｍｍ以上１５００ｍｍ以下としたのは、前記したように半導体基板の寸法に対応させたものであり、最小厚さ寸法が一の主面の最大径の１／１０００以上２３／１０００以下の範囲内になされることにより、サセプタの熱伝導性を良くすることができ、サセプタの面内の温度均一性を向上させることができる。
よって、例えば、半導体基板に対する厳密な温度制御が求められる、気相成長法による高純度なエピタキシャル膜を形成する際に用いられるサセプタとして好適に用いることができる。

【実施例】

【0049】

図４に示すような、図１における削り部５が形成されていないサセプタ３０を用意した（比較例１）。このサセプタ１の材質はカーボン（Ｃ）基体に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を被覆したものとした。
このサセプタ３０の直径は、３４０ｍｍ、前記一の主面３１と他の主面３２との間の寸法（厚さ）２．４ｍｍ、凹部３３の直径は１９４．５ｍｍ、凹部３３の深さは０．８４ｍｍ、仮想平面Ｆは、前記一の主面３１から１．６２ｍｍの位置にあり、前記体積Ｖａは体積Ｖｂの１．８倍である。

【0050】

このサセプタ３０を１０９０℃まで加熱した際のサセプタの反りを測定した。その結果を、図５に示す。この図５から明らかなように、サセプタ３０の外周部は約０．１８０ｍｍの反りが生じ、表面温度も中心部と外周部と約２０℃の差が認められた。
尚、図５の横軸は、サセプタ３０の中心からの半径を示し、右側縦軸は反り量を示し、左側縦軸は、サセプタ表面温度を示している。また、図中、線分はサセプタ表面温度を、円は反り量を表している。

【0051】

次に、図１、図２、図３に示す形態の各サセプタにおいて、体積Ｖａ、体積Ｖｂの体積比を変化させたサセプタを製作した。各サセプタの材質はカーボン（Ｃ）基体に炭化ケイ素（ＳｉＣ）を被覆したものとした。
図１に示したサセプタ１の直径Ｄ１を３４０ｍｍ、前記一の主面２と他の主面３との間の寸法（厚さ）Ｔ１を２．４ｍｍとし、凹部４の直径Ｄ２を１９４．５ｍｍ、凹部４の深さｔ３（回転軸Ｌ上の深さ）を０．８４ｍｍとし、削り部５の幅ｔ２を１１５ｍｍとし、削り部５の深さを変化させ、表１に示すように体積比を変化させた（比較例２〜５、実施例１〜５）。

【0052】

また、図２に示すサセプタ１０の直径Ｄ３を３４０ｍｍ、前記一の主面１１と他の主面１２との間の寸法（厚さ）Ｔ２を２．４ｍｍ、凹部１３の直径Ｄ４を１５１．３ｍｍ、凹部１３の深さｔ４を０．７２５ｍｍ、削り部１４の径ｒを７０ｍｍとし、削り部１４の深さｔ５を変化させ、表２に示すように体積比を変化させた（比較例６〜９、実施例６〜１０）。

【0053】

また、図３に示すサセプタ２０の直径Ｄ５を３４０ｍｍ、前記一の主面２１と他の主面２２との間の寸法（厚さ）Ｔ３を２．４ｍｍとし、凹部２５の直径Ｄ６を２０２．５ｍｍ、凹部２５の深さｔ１０を０．８４ｍｍとし、第２の削り部２４の幅ｔ８を１０ｍｍ、深さｔ９を０．５ｍｍとし、第１の削り部２３の幅ｔ６を５８．７５ｍｍ、深さｔ７を変化させ、表３に示すように体積比を変化させた（比較例１０〜１２、実施例１１〜１５、参考例１）。

【0054】

そして、体積比を変化させた各サセプタを１０９０℃まで加熱した際のサセプタの反りを測定した。その結果を、表１、表２、表３、図６に示す。尚、図６において、図１に示すサセプタ１を符号Ｓ１，図２に示すサセプタ１０を符号Ｓ１０，図３に示すサセプタ２０を符号Ｓ２０で示す

【0055】

また、各サセプタの表面温度を測定したが、各サセプタの中心部の温度と外周部の温度差は、２０℃以下であった。

【0056】

【表1】

【0057】

【表2】

【0058】

【表3】

【0059】

この結果から明らかなように、体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．４５倍以下に構成されている場合には、反り量が１２０μｍ以下であり、反り量が抑制されることを確認した。
尚、参考例１に見られるように、体積Ｖａが前記体積Ｖｂの１．６１である場合にも、反り量が１０２μｍとなり１２０μｍ以下とすることができるが、参考例１では、座グリ部の裏面側を薄くすることで反りを低減しているので、その薄くなった部分の熱容量が低下し、座グリ部分と他の場所での温度差が大きくなり、サセプタの温度制御が困難になることが懸念される。さらに、サセプタの裏面側には、気相成長装置特有の支持用回転治具や熱電対等があり、座繰り表面と同様の構造を取ることが困難なので、これらの点からみれば、参考例１のような構造は、あまり好ましくない。

【0060】

特に、前記体積Ｖａは、前記体積Ｖｂの１．２６倍以下である場合には、反り量が６８μｍとより反り量が抑制されることを確認した。更に、前記体積Ｖａは、前記体積Ｖｂの１．２倍以下である場合には、反り量が５０μｍと極めて反り量が抑制されることを確認した。

【符号の説明】

【0061】

１ サセプタ
２ 一の主面
３ 他の主面
４ 凹部
５ 削り部
１０ サセプタ
１１ 一の主面
１２ 他の主面
１３ 凹部
１４ 削り部
２０ サセプタ
２１ 一の主面
２２ 他の主面
２３ 第１の削り部
２４ 第２の削り部
２５ 凹部
Ｆ 仮想平面
Ｐ 最小厚さ寸法を有する位置
Ｍ 最小厚さ寸法の中間点
Ｖａ 仮想平面と一の主面との間の体積
Ｖｂ サセプタ全体の体積から体積Ｖａを差し引いた体積

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】