【課題を解決するための手段】
【0006】
目的は、半導体ウェハの表面上へのエピタキシャル層の堆積の間に半導体ウェハを保持するためのサセプタであって、
半導体ウェハの裏面の縁部領域に半導体ウェハを配置するための突起を有する、サセプタリングと、
サセプタベースと、を備え、サセプタリングは、サセプタベース上でサセプタベースの中央部の周りに位置し、
サセプタリングの下方に存在し、サセプタベース上に回転対称に分散するように配置され、各々サセプタリングの径方向幅よりも大きな径方向幅を有する凹部を、サセプタベースに有する、サセプタによって達成される。
【0007】
本発明はさらに、半導体ウェハの表面上にエピタキシャル層を堆積する方法であって、
半導体ウェハを提供することと、
本発明に係るサセプタのサセプタリングの突起上に半導体ウェハを配置することと、を備え、サセプタベースは、半導体ウェハの表面の縁部領域の2つの交互の部分領域のうちの第1のものの数に対応する数の凹部を有し、表面の結晶方位によって、エピタキシャル層の成長速度は第2部分領域よりも第1部分領域において低く、第1部分領域がサセプタベースにおける凹部の上方に存在し、さらに、
半導体ウェハの表面上にエピタキシャル層を堆積することを備える方法に関する。
【0008】
最終的に、本発明は、エピタキシャル層を有する半導体ウェハであって、エピタキシャル層を有する半導体ウェハの縁部領域の第1部分領域におけるエピタキシャル層の厚さが、縁部領域の第2部分領域よりも薄く、材料堆積が半導体ウェハの裏面上に存在し、これにより第1部分領域におけるエピタキシャル層を有する半導体ウェハの総厚さが第2部分領域におけるエピタキシャル層を有する半導体ウェハの総厚さと同等である、半導体ウェハに関する。
【0009】
半導体ウェハは、好ましくは、2mmの縁部除外につき12nm以下、好ましくは2mmの縁部除外につき10nm以下の最大ESFQR値を有する、縁部領域における局所平坦度を有する。
【0010】
半導体ウェハまたは半導体ウェハの表面を備えるその少なくとも一部は、単結晶であり、好ましくはシリコン、ゲルマニウム、もしくはこれらの元素の混合物からなる。半導体ウェハは、完全に、上述された材料のうちの1つからなってもよい。しかしながら、これは、SOIウェハ(silicon on insulator)、ボンディングされた半導体ウェハ、または既に1つ以上のエピタキシャル層でコーティングされた基板ウェハであってもよい。エピタキシャル層は、好ましくは、シリコン、ゲルマニウム、またはこれらの元素の混合物からなり、適切な場合にはドーパントを含む。
【0011】
半導体ウェハは、FZ法(float zone)にしたがって、またはCZ法にしたがって結晶化された単結晶からスライスされ得る。CZ法は、るつぼに含まれる融解物に種結晶を浸すことと、種結晶、および融解物からその上に結晶化する単結晶を成長させることとを備える。
【0012】
半導体ウェハは、少なくとも200mm、好ましくは少なくとも300mmの直径を有する。半導体ウェハの表面は、好ましくは、<100>方位または<110>方位である。
【0013】
表面が<100>方位である場合、半導体ウェハの表面の縁部領域は、それぞれ4つの交互の第1部分領域および第2部分領域に分割され得る。4つの第1部分領域では、エピタキシャル層の成長速度は、縁部領域の4つの第2部分領域よりも低い。第1部分領域の中央部は各々、半導体ウェハの周囲に対して角度位置θを有する。方位ノッチが半導体ウェハの表面の<100>方位に垂直な<110>方向を示す場合、および270°の角度位置θが前記方向に割り当てられた場合、4つの第1部分領域の中央部は、半導体ウェハの表面の<100>方位に垂直な<100>方位の角度位置にそれぞれ対応する、45°、135°、225°および315°の角度位置θを有する。
【0014】
表面が<110>方位である場合、半導体ウェハの表面の縁部領域は、それぞれ2つの交互に並ぶ部分領域へ分割され得る。2つの第1部分領域では、半導体ウェハの表面上におけるエピタキシャル層の成長速度は、縁部領域の2つの第2部分領域よりも低い。方位ノッチが半導体ウェハの表面の<110>方位に垂直な<110>方向を示す場合、および270°の角度位置θが前記方向に割り当てられる場合、2つの第1部分領域の中央部は、半導体ウェハの表面の<110>方位に垂直な<100>方向の角度位置にそれぞれ対応する、0°および180°の角度位置θを有する。
【0015】
半導体ウェハの表面上へのエピタキシャル層の堆積の間、半導体ウェハは、サセプタリングの突起上に位置し、サセプタリングは、サセプタベースの上側配置領域上に位置する。半導体ウェハの表面の縁部領域の第1部分領域(第1部分領域では、表面の結晶方位によって成長速度がより低い)が、サセプタベースにおける凹部の上方に位置するように、半導体ウェハが配置される。
【0016】
本発明の1つの構成は、サセプタリングをサセプタベースの上側配置領域上に配置することと、続いて半導体ウェハが要求された態様で配置されるように、半導体ウェハをサセプタリングの突起上に配置することとを備える。本発明の代替的な構成は、半導体ウェハをサセプタリングの突起上に配置することと、続いて半導体ウェハが要求された態様で配置されるように、半導体ウェハが突起上に位置するサセプタリングをサセプタベースの上側配置領域上に配置することを備える。
【0017】
サセプタベースは、好ましくは、グラファイトフェルト、または炭化ケイ素でコーティングされたグラファイトフェルト、または炭化ケイ素でコーティングされたグラファイト、または炭化ケイ素からなる。サセプタリングは、好ましくは、炭化ケイ素、または炭化ケイ素でコーティングされた他の材料からなる。他の材料は、好ましくは、グラファイトまたはシリコンである。サセプタリングは、内径および外径を有する。その表面上にエピタキシャル層が堆積されることが意図される半導体ウェハの直径よりも、内径は小さく、外径は大きい。サセプタリングの径方向幅は、サセプタリングの外径と内径との間の差の半分に対応する。サセプタリングの突起は、サセプタリングの内縁から、サセプタリングの高さを増加させる段差まで延在する。突起は、好ましくは、段差から内側に落ちるような形状である。
【0018】
サセプタベースにおける凹部は、回転対称に分散するように配置される。それらは各々、径方向幅を有し、好ましくはサセプタベースへ加工される。
【0019】
凹部の径方向幅は、いずれの場合も、サセプタリングの径方向幅よりも、好ましくは10mm以上100mm以下で大きい。この理由から、サセプタリングは、凹部を完全に覆うことはない。凹部によって、半導体ウェハの表面上へのエピタキシャル層の堆積の間に、半導体ウェハの裏面上にも材料が追加で堆積される。本発明によれば、追加の堆積の場所が実質的に半導体ウェハの表面の縁部領域の第1部分領域の下方に位置することを保証するために、注意が払われる。エピタキシャル層が半導体ウェハの表面上に堆積され、エピタキシャル層は縁部領域の第1部分領域におけるエピタキシャル層の厚さが第2部分領域よりも薄いという欠陥に悩まされるが、それにもかかわらず、半導体ウェハの裏面上への追加材料の標的堆積によって、その欠陥が重大ではなくなるため、堆積されたエピタキシャル層を有する半導体ウェハは縁部領域において特に均一な総厚さを有する。
【0020】
半導体ウェハの裏面の縁部領域における追加の材料堆積の径方向位置は、ターゲットとされる態様で影響を受け得る。それは、突起が半導体ウェハに覆われる長さの選択に依存する。前記長さが大きいほど、材料堆積の位置はさらに内側になる。被覆の長さは、好ましくは、0.5mm以上3mm以下である。
【0021】
サセプタベースにおける凹部は各々、その大きさが中心角によって特定可能である周方向における幅を有する。サセプタベースの中央部から凹部の2つの端部までの2つの半径は、凹部の中心角を形成する。凹部の中央部は、中心角の角の2等分線上に位置する。
【0022】
<100>方位を有する半導体ウェハの表面上にエピタキシャル層を堆積することが意図される場合、サセプタベースにおける4つの凹部の中心角は、いずれの場合も、好ましくは60°〜70°、特に好ましくは65°である。半導体ウェハは、好ましくは、半導体ウェハの表面の縁部領域の4つの第1部分領域の中央が4つの凹部の中央部の上方に位置するように、サセプタリングの突起上に配置される。
【0023】
<110>方位を有する半導体ウェハの表面上にエピタキシャル層を堆積することが意図される場合、サセプタベースにおける2つの凹部の中心角は、いずれの場合も、好ましくは90°〜110°、特に好ましくは100°である。半導体ウェハは、好ましくは、半導体ウェハの表面の縁部領域の2つの第1部分領域の中央部が2つの凹部の中央部の上方に位置するように、サセプタリングの突起上に配置される。
【0024】
サセプタベースにおける凹部は、好ましくは0.3mm以下1.0mm以上の深さを有する。凹部の深さは、均一であり得る。しかしながら、深さが周方向に再び増減し、前記方向における凹部の断面がU字形またはV字形である外形を有することが好ましい。
【0025】
本発明に係る方法の前述の実施形態について特定された構成は、本発明に係る装置に対応して適用されることができる。逆に、本発明に係る装置の前述の実施形態について特定された構成は、本発明に係る方法に対応して適用されることができる。本発明に係る実施形態のこれらのおよび他の構成は、図面の説明および請求項において説明される。個々の構成は、本発明の実施形態として、別々にまたは組み合わされて実現されることができる。さらに、それらは、独立して保護可能である有利な実施形態について記載し得る。
【0026】
本発明は、図面を参照して、以下の詳細な説明において説明される。