特許 7419779 サセプタ及び化学気相成長装置

(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】

(24)【登録日】2024-01-15

(45)【発行日】2024-01-23

(54)【発明の名称】サセプタ及び化学気相成長装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20240116BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20240116BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

C23C16/458

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019221474

(22)【出願日】2019-12-06

(65)【公開番号】P2020096181

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2022-10-20

(31)【優先権主張番号】P 2018230897

(32)【優先日】2018-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100137017

【弁理士】

【氏名又は名称】眞島 竜一郎

(72)【発明者】

【氏名】馬渕 雄一郎

(72)【発明者】

【氏名】深田 啓介

【審査官】長谷川 直也

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１６－５２０２５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表平０９－５１０５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５３２６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００４－５２２２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２９３７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１８０７２６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０９８２７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１５６８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公平０７－０７８２７６（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１面にウェハを載置する基体部を備え、
前記基体部は、前記ウェハの裏面に対してＡｒガスを供給し、厚み方向に貫通する１つの開口部を有し、
前記第１面を平面視した際に、前記１つの開口部は、中心から同心円状に存在する１つの仮想円に沿って連続する円環開口部であり、
前記基体部は、前記円環開口部により、第１部分と、第２部分と、に分離され、
前記第１部分は、前記第２部分より内側に位置しており、
前記第１部分を上方に動かすことで、前記基体部に載置した前記ウェハを前記第２部分から離すことができる、サセプタ。

【請求項2】

前記第２部分は、本体部と、突出部と、を備え、
前記突出部は、前記本体部の厚み方向に突出し、前記第２部分の外周に備えられる、請求項１に記載のサセプタ。

【請求項3】

前記１つの開口部の幅は、１ｍｍ以下である、請求項１又は請求項２に記載のサセプタ。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか一項に記載のサセプタと、
前記ウェハを加熱するヒータと、
前記ヒータの周囲に配置される前記Ａｒガスの流路となる空間と、を備え、
前記空間が前記１つの開口部に接続され、
前記空間を形成する部材の不純物濃度を、０．１ｐｐｍｗ以下とした、化学気相成長装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サセプタ及び化学気相成長装置に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きく、熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。炭化珪素はこれらの特性を有することから、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。このため、近年、上記のような半導体デバイスにＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられるようになっている。

【0003】

ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板上にＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となるＳｉＣエピタキシャル膜を成長させることによって製造される。ＳｉＣ基板は、昇華法等で作製したＳｉＣのバルク単結晶から加工して得られ、ＳｉＣエピタキシャル膜は、化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）によって形成される。
尚、本明細書において、ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成後のウェハを意味し、ＳｉＣウェハは、ＳｉＣエピタキシャル膜を形成前のウェハを意味する。

【0004】

例えば、特許文献１には、ＳｉＣエピタキシャル膜を積層する化学気相成長装置が記載されている。ＳｉＣエピタキシャル膜は、サセプタに載置されたＳｉＣウェハ上に成膜される。

【0005】

また例えば、特許文献２には、化学気相成長装置に用いられるサセプタが記載されている。特許文献２に記載のサセプタは、内側サセプタと外側サセプタとが分離する、分離構造を有する。内側サセプタと外側サセプタとの間には、隙間が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１６－５０１６４号公報

【文献】特開２００９－７０９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、従来のサセプタを用いると、ＳｉＣエピタキシャル膜が成膜された後のＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣエピタキシャル膜が積層された面と反対側の裏面が荒れる場合がある。

【0008】

ＳｉＣエピタキシャルウェハに生じる裏面荒れは、曇りを発生し、表面検査中にデフォーカスの原因となる。またＳｉＣデバイスを作製する際に、裏面酸化膜が剥がれる原因となる。ＳｉＣエピタキシャルウェハの裏面荒れは、ＳｉＣエピタキシャルウェハの裏面を研磨することで解消できる。しかしながら、裏面を研磨する工程を加えると生産プロセスが増加し、スループットが低下する。

【0009】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、化学気相成長法によりウェハにエピタキシャル膜を成膜した際に、ウェハの裏面荒れを抑制できる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】

【0010】

本発明者らは、鋭意検討の結果、ウェハの裏面に不活性ガスを流入することで、ウェハの裏面荒れの発生を抑制することができることを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を提供する。

【0011】

（１）本発明の第１の態様にかかるサセプタは、第１面にウェハを載置する基体部を備え、前記基体部は、前記ウェハの裏面に対してＡｒガスを供給し、厚み方向に貫通する複数の開口部を有する。

【0012】

（２）上記（１）の態様にかかるサセプタにおいて、前記基体部は、本体部と、突出部と、を備え、前記開口部は、前記本体部に備えられ、前記突出部は、前記本体部の厚み方向に突出し、前記基体部の外周に備えられてもよい。

【0013】

（３）上記（１）又は（２）の態様にかかるサセプタにおいて、前記第１面を平面視した際に、前記複数の開口部は、中心から同心円状に存在する複数の仮想円に沿って存在してもよい。

【0014】

（４）上記（３）の態様にかかるサセプタにおいて、前記複数の仮想円の隣接間距離は、１０ｍｍ以下であってもよい。

【0015】

（５）上記（３）又は（４）の態様にかかるサセプタにおいて、前記複数の開口部の一部は、前記仮想円に沿って連続する円環開口部であってもよい。

【0016】

（６）上記（３）～（５）の何れか一項の態様にかかるサセプタにおいて、前記複数の開口部の一部は、前記仮想円に沿って点在する貫通孔であってもよい。

【0017】

（７）上記（１）～（６）の何れか一項の態様にかかるサセプタにおいて、前記複数の開口部の少なくとも一部は、平面視した際に長軸を有していてもよい。

【0018】

（８）上記（１）～（７）の何れか一項の態様にかかるサセプタにおいて、前記開口部の幅は、１ｍｍ以下であってもよい。

【0019】

（９）本発明の第２の態様にかかるサセプタは、ウェハの主面に化学気相成長法によってエピタキシャル膜を成長させる化学気相成長装置に用いられるサセプタであって、前記サセプタは、ウェハを載置する第１面と、前記第１面に向って厚み方向に貫通し、前記ウェハに対して希ガスを供給する開口部と、を有し、前記第１面を平面視した際に、前記開口部は、中心から外周に向って螺旋状に形成された螺旋開口部である。

【0020】

（１０）上記（９）の態様にかかるサセプタにおいて、前記螺旋開口部における径方向の隣接間距離は、１０ｍｍ以下であってもよい。

【0021】

（１１）本発明の第３の態様のかかる化学気相成長装置は、第１の態様または第２の態様にかかるサセプタを備える。

【発明の効果】

【0022】

本発明のサセプタは、化学気相成長法によりウェハにエピタキシャル膜を成膜した際に、ウェハの裏面荒れを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本実施形態に係るサセプタの一例の断面模式図である。

【図2】本実施形態に係るサセプタの一例の平面模式図である。

【図3】本実施形態に係るサセプタの一例の平面模式図である。

【図4】本実施形態に係るサセプタの一例の平面模式図である。

【図5】本実施形態に係るサセプタの一例の平面模式図である。

【図6】本実施形態に係るサセプタの一例の平面模式図である。

【図7】本実施形態に係るサセプタの一例の平面模式図である。

【図8】本実施形態に係る化学気相成長装置の断面模式図である。

【図9】円環状の開口部を有するサセプタを用いて成長したＳｉＣエピタキシャルウェハの裏面荒れ分布を示すグラフである。

【図10】円状の開口部を有するサセプタを用いて成長したＳｉＣエピタキシャルウェハの裏面荒れ分布を示すグラフである。

【図11】成長中のＳｉＣエピタキシャルウェハの表面温度分布を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、サセプタについて、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明で例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0025】

＜サセプタ＞
（第１実施形態）
本実施形態に係るサセプタは、ウェハＷの主面Ｗａ上に化学気相成長法によってエピタキシャル膜を成長させる化学気相成長装置に用いられるサセプタである。
図１は、第１実施形態に係るサセプタの断面図である。図１は、サセプタ１がウェハＷを載置している状態を示す。図１（ａ）に示されるように本体部１１がウェハＷを載置する構成であっても良いし、図１（ｂ）に示されるように突出部１２がウェハＷを載置する構成であっても良い。好ましくは、突出部１２がウェハＷを載置する。

【0026】

サセプタ１は、基体部を有する。基体部は、本体部１１と突出部１２と外周突出部１４とを有する。基体部は、載置されるウェハＷと略平行な方向に延びる。突出部１２は、本体部１１から略直交する方向に突出する。図２に示すように突出部１２は、基体部の外周の領域に位置する。外周突出部１４は、突出部１２の上面から略直交する方向に突出する。外周突出部１４は、サセプタ１に載置されたウェハＷが径方向に飛び出すことを防ぐ。
本実施形態中で、サセプタ１がウェハＷを載置する方向を第１方向とし、第１方向の反対方向を第２方向とする。

【0027】

サセプタ１は、第１面１０ａと第２面１０ｂとを有する。第１面１０ａは、サセプタ１の第１方向側の表面である。第１面１０ａは、本体部１１の第１面１１ａと突出部１２の第１面１２ａと外周突出部１４の第１面１４ａからなる。第２面１０ｂは、第１面１０ａと反対側の面である。第２面１０ｂの下方には、ウェハＷを加熱するヒータ等が配置される。

【0028】

サセプタ１は、複数の開口部１３を有する。開口部１３は、サセプタ１の第１面１０ａと第２面１０ｂとの間を貫通し、貫通孔を形成する。複数の開口部１３のそれぞれは、ウェハＷの裏面Ｗｂに向って希ガスを供給する。希ガスは、例えばＡｒガスである。希ガスは、例えば、サセプタを加熱するためのヒータを保護するために、サセプタ１の第２面１０ｂに供給するＡｒガスを流用できる。

【0029】

開口部１３の断面形状は、特に問わない。図１に示す開口部１３のそれぞれは、厚み方向に直線的に形成されている。開口部１３は、厚み方向の途中で曲がっていてもよい。また開口部１３は、サセプタの１０の径方向の内側又は外側に向かって傾斜してもよい。開口部１３が径方向の内側又は外側に傾斜することで希ガスの流れ方向を制御できる。それぞれの開口部１３から径方向の内側又は外側に向って順に希ガスを供給することで、ウェハＷの裏面Ｗｂの全面に希ガスを十分供給できる。

【0030】

図２は、第１実施形態にかかるサセプタ１の平面図である。図２に示すように、サセプタ１は、平面視が略円形であるように構成される。本体部１１の第１面１１ａは、直線部１１ＯＦを有する略円形であることが好ましい。また、突出部１２の第１面１２ａは、直線部１２ＯＦを有する略円環状であることが好ましい。直線部１１ＯＦおよび直線部１２ＯＦは、ウェハＷのオリエンテーションフラット（以下、オリフラという。）に合わせて設けられる。本体部１１の第１面１１ａは、直線部１１ＯＦを有さない構成であってもよい。また、突出部１２の第１面１２ａは、直線部１２ＯＦを有さない構成であってもよい。ウェハＷがオリフラを有さない場合は、本体部１１の第１面１１ａは略円形でもよく、突出部１２の第１面１２ａは略円環状でもよい。

【0031】

複数の開口部１３の数および間隔は、適宜選択することができる。ウェハＷ全面を鏡面化するように配置することが好ましい。例えば、複数の開口部１３のうち、最隣接の開口部１３同士の距離は１０ｍｍ以下である。最隣接の開口部１３同士の距離は０．０１ｍｍ以上であることが好ましい。また、例えば、複数の開口部１３のうち、すべての開口部１３を中心に半径１０ｍｍの円を描くとき、載置されるウェハＷの全ての位置がいずれかの円の内部に含まれるように、開口部１３配置する。尚、ウェハＷの中心に対応する箇所に開口部１３の一部が設けられることが好ましい。

【0032】

開口部１３の形状は特に問わない。開口部１３の平面視形状は、例えば、円形である。開口部１３が平面視円形の場合、その径は好ましくは１ｍｍ以下とすることができる。より好ましくは、０．４ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０．１ｍｍ以下である。径の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。また例えば、開口部１３が平面視不定形の場合、その平面視における長軸の幅は、好ましくは１ｍｍ以下である。より好ましくは、０．４ｍｍ以下であり、さらに好ましくは、０．１ｍｍ以下である。長軸の幅の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。開口部１３の孔の径、および長軸の幅は、開口部１３の配置、希ガスの流量や、温度等により、適宜選択可能である。

【0033】

上述のように、本実施形態にかかるサセプタ１は、複数の開口部１３を介してウェハＷの裏面Ｗｂに希ガスを十分供給し、ウェハＷの裏面Ｗｂの荒れを抑制できる。供給する希ガスの流量は、開口部１３の配置や、大きさ等と併せて調整し、１つの開口部１３により裏面荒れを抑制する範囲を調整することができる。

【0034】

ＳｉＣエピタキシャル膜を成長する際、ウェハＷに向って原料ガス（Ｓｉ系ガス、Ｃ系ガス）、キャリアガス、エッチングガス等が供給される。これらのガスの一部は、ウェハＷの裏面Ｗｂに回り込む。裏面荒れの一因として、ＳｉＣエピタキシャル膜を成長するために供給するガスの裏面Ｗｂへの回り込みが挙げられる。また、水素ガス等のウェハＷをエッチングする効果を有するガスが、ウェハＷの裏面Ｗｂに供給されると、ウェハＷの裏面Ｗｂを荒らす原因となりうる。また例えば、原料ガスの一部がウェハＷの裏面Ｗｂに回り込むと、Ｓｉ系ガスとＣ系ガスのバランスが崩れ、結晶性の悪いエピタキシャル膜が裏面Ｗｂに形成される場合がある。結晶性の悪いエピタキシャル膜は、ウェハＷの裏面Ｗｂを荒らす原因となりうる。

【0035】

これに対し、本実施形態にかかるサセプタ１は、ウェハＷの裏面Ｗｂに希ガスを供給する。ウェハＷの裏面Ｗｂに供給された希ガスは、種々のガスがウェハＷの裏面Ｗｂに回り込むことを防ぐ。その結果、本実施形態にかかるサセプタ１は、ウェハＷの裏面Ｗｂの荒れを抑制できる。

【0036】

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態にかかるサセプタ１０の平面図である。第２実施形態にかかるサセプタ１０は、開口部１３（１３Ａ）の配置が図２に示すサセプタ１と異なる。図３において図２に示すサセプタ１と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省く。

【0037】

図３に示すように、複数の開口部１３Ａ、第１面１０ａを平面視した際に、中心から同心円状に存在する複数の仮想円Ｖｃに沿って存在する。開口部１３と同じ形状を有しているが、仮想円Ｖｃに沿って配置される貫通孔を開口部１３Ａとする。

【0038】

複数の仮想円Ｖｃは、サセプタ１０の中心から一定間隔で存在する。複数の仮想円Ｖｃの隣接間距離Ｌ１は、例えば１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。隣接間距離Ｌ１の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。複数の仮想円Ｖｃの隣接間距離Ｌ１がこの範囲であることで、ウェハＷの裏面Ｗｂの全面に希ガスを十分供給できる。複数の仮想円Ｖｃは、それぞれ等間隔であることが好ましい。仮想円Ｖｃの隣接間距離Ｌは、ある仮想円Ｖｃと隣接する仮想円Ｖｃとの径方向の距離である。

【0039】

開口部１３Ａは、例えば、仮想円Ｖｃの周方向に等間隔で位置する。開口部１３Ａの周方向の隣接間距離Ｌ２は、例えば１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。隣接間距離Ｌ２の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。開口部１３Ａの周方向の隣接間距離Ｌ２がこの範囲であることで、ウェハＷの裏面Ｗｂの全面に希ガスを十分供給できる。開口部１３Ａの周方向の隣接間距離Ｌ２は、同一仮想円Ｖｃ上に存在する隣接する二つの開口部１３Ａの最短距離である。
開口部１３Ａは、サセプタ１０の中心にも存在することが好ましい。

【0040】

サセプタ１０のその他の構成は、サセプタ１と同様の構成とすることができる。

【0041】

（第３実施形態）
図４は、第３実施形態にかかるサセプタ２０の平面図である。第３実施形態にかかるサセプタ２０は、開口部１３（１３Ａ、１３Ｂ）の形状が図３に示すサセプタ１０と異なる。図４において図３に示すサセプタ１０と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省く。

【0042】

図４に示すように、複数の開口部１３Ｂは、第１面１０ａを平面視した際に、中心から同心円状に存在する複数の仮想円Ｖｃに沿って存在する。図４において複数の開口部１３Ｂのそれぞれは、仮想円Ｖｃに沿って連続する円環形状を有する貫通孔である（以下円環開口部１３Ｂと言う）。円環開口部１３Ｂは、仮想円Ｖｃに沿う部分以外に存在してもよく、サセプタ２０は開口部１３Ａを同時に有してもよい。

【0043】

円環開口部１３Ｂは、サセプタ２０の中心から同心円状に一定間隔で存在する。複数の円環開口部１３Ｂの隣接間距離Ｌ３は、例えば１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。隣接間距離Ｌ３の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。円環開口部１３Ｂの隣接間距離Ｌ３がこの範囲であることで、ウェハＷの裏面Ｗｂの全面に希ガスを十分供給できる。円環開口部１３Ｂは、それぞれ等間隔であることが好ましい。円環開口部１３Ｂの隣接間距離Ｌ３は、ある円環開口部１３Ｂと隣接する円環開口部１３Ｂとの径方向の距離である。
なお、サセプタ２０の中心にも開口部が備えられていることが好ましい。

【0044】

円環開口部１３Ｂの幅、すなわち径方向の幅は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以下であることがより好ましく、円環開口部１３Ｂ近傍の温度状態が大きく変動することが避けられるため０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、円環開口部１３Ｂの幅の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。

【0045】

第３実施形態にかかるサセプタ２０は、複数の円環開口部１３Ｂを介してウェハＷの裏面Ｗｂに希ガスを十分供給し、ウェハＷの裏面Ｗｂの荒れを抑制できる。

【0046】

（第４実施形態）
図５は、第４実施形態にかかるサセプタ３０の平面図である。第４実施形態にかかるサセプタ３０は、開口部１３（１３Ａ、１３Ｂ）の形状が図３に示すサセプタ１０と異なる。図５において図３に示すサセプタ１０と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省く。

【0047】

図５に示すように、複数の開口部１３は、第１面１０ａを平面視した際に、中心から同心円状に存在する複数の仮想円Ｖｃに沿って存在する。図５において複数の開口部１３は、仮想円Ｖｃに沿って連続する一つの円環開口部１３Ｂと、仮想円Ｖｃに沿って点在する複数の開口部１３Ａと、からなる。図５に示すサセプタ３０は、第２実施形態にかかる開口部１３Ａと第３実施形態にかかる円環開口部１３Ｂとが組み合わさったものである。

【0048】

サセプタ３０は、一つの円環開口部１３Ｂによって第１部分３１と第２部分３２とに分離される。第１部分３１は、第２部分３２よりサセプタ３０の内側に位置する。第１部分３１は、例えば、上下駆動機構（突き上げ機構）により、上下に可動してもよい。第１部分３１が上方に動かすことで、第２部分３２とウェハＷとを離すことができる。第２部分３２とウェハＷとが離れると、搬送時のウェハＷの取り付け、取り外しが容易になる。

【0049】

第４実施形態にかかるサセプタ３０は、開口部１３Ａ及び円環開口部１３Ｂを介してウェハＷの裏面Ｗｂに希ガスを十分供給し、ウェハＷの裏面Ｗｂの荒れを抑制できる。

【0050】

（第５実施形態）
図６は、第５実施形態に係るサセプタの平面図である。第５実施形態にかかるサセプタ４０は、開口部１３（１３Ｃ）の形状が図３に示すサセプタ１０と異なる。図６において、図３に示すサセプタとどういつの構成については、同一の符号を付し、説明を省く。

【0051】

第５実施形態に係るサセプタ４０の開口部１３Ｃは、平面視した際に長軸を有する。開口部１３Ｃは、平面視した際に長軸を有する矩形形状である貫通孔である（以下、矩形開口部１３Ｃという）。図６は、全ての開口部１３が矩形開口部１３Ｃであるものを示したが、開口部１３は、矩形開口部１３Ｃと、開口部１３Ａや円環開口部１３Ｂ等とが組み合わさったものであってもよい。

【0052】

第５実施形態に係るサセプタ４０の開口部１３の一部は、矩形開口部１３Ｃである。矩形開口部１３Ｃは、サセプタ４０に一定間隔で存在する。複数の矩形開口部１３Ｃの隣接間距離Ｌ４は、例えば１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。隣接間距離Ｌ４の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。矩形開口部１３Ｃは、それぞれ等間隔であることが好ましい。矩形開口部１３Ｃの隣接間距離Ｌ４は、ある矩形開口部１３Ｃと隣接する矩形開口部１３Ｃとの距離である。

【0053】

矩形開口部１３Ｃの幅（矩形開口部１３Ｃの短軸）は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以下であることがより好ましく、０．１ｍｍ以下であることが矩形開口部１３Ｃ近傍の温度状態が大きく変動することが避けられるためさらに好ましい。矩形開口部１３Ｃの幅の下限値は０．０１ｍｍである。複数の矩形開口部１３Ｃのそれぞれの幅は、異なっていてもよい。

【0054】

矩形開口部１３Ｃの長さ（矩形開口部１３Ｃの長軸）は、本体部１１の外周部１１ｂの領域上の２点を結ぶ長さであることが好ましい。本体部１１の外周部１１ｂは、本体部１１の外周端から中心方向に１０ｍｍの領域のことをいう。また、本体部１１の外周端から中心方向に１ｍｍの領域をさしてもよい。複数の矩形開口部１３Ｃの長さは異なっていてもよい。

【0055】

矩形開口部１３Ｃが、同一直線上に連続な開口ではなく、同一直線状に断続的に位置する複数の開口であってもよい。また、様々な向きの矩形開口部１３Ｃが組み合わされていてもよい。また、図６に示すサセプタ４０は、全ての開口部１３が矩形開口部１３Ｃであるが、開口部１３は、矩形開口部１３Ｃと、開口部１３Ａや円環開口部１３Ｂ等の様々な形状の開口部が組み合わさったものであってもよい。

【0056】

本実施形態に係る矩形開口部１３Ｃは、これらに限られるものではない。矩形開口部１３Ｃは、平面視した際に長軸を有する開口部の一例である。平面視した際に長軸を有する開口部は、他にも台形や楕円形状である。本実施形態に係る開口部は、当該構成を備えることで、載置するウェハＷの裏面荒れを抑制し、ＳｉＣエピタキシャルウェハを成長することができる。

【0057】

（第６実施形態）
図７は、第６実施形態にかかるサセプタ５０の平面図である。第６実施形態にかかるサセプタ５０は、開口部１３（１３Ｄ）の形状が図３に示すサセプタ１０と異なる。図７において図３に示すサセプタ１０と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省く。

【0058】

図７に示すように、開口部１３Ｄは、第１面１０ａを平面視した際に、中心から外周に向って連続する一つの貫通孔である。開口部１３Ｄは、第１面１０ａを平面視した際に、螺旋状に形成されている（以下螺旋状開口部１３Ｄと言う）。
螺旋状開口部１３Ｄは、サセプタ５０の中心を通って形成されることが好ましい。

【0059】

螺旋状開口部１３Ｄにおける径方向の隣接間距離Ｌ５は、例えば１０ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。隣接間距離Ｌ５の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。螺旋状開口部１３Ｄの径方向の隣接間距離Ｌ５がこの範囲であることで、ウェハＷの裏面Ｗｂの全面に希ガスを十分供給できる。螺旋状開口部１３Ｄにおける径方向の隣接間距離Ｌ５は、サセプタ５０を中心を通る切断面で切断した際に、隣接する開口部間の距離である。
また、螺旋状開口部１３Ｄの幅、すなわち径方向の幅は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．４ｍｍ以下であることがより好ましく、螺旋状開口部１３Ｄ近傍の温度状態が大きく変動することが避けられるため０．１ｍｍ以下であることがさらに好ましい。なお、螺旋状開口部１３Ｄの幅の下限値は０．０１ｍｍであることが好ましい。

【0060】

第６実施形態にかかるサセプタ５０は、螺旋状開口部１３Ｄを介してウェハＷの裏面Ｗｂに希ガスを十分供給し、ウェハＷの裏面Ｗｂの荒れを抑制できる。

【0061】

＜化学気相成長装置＞
（第７実施形態）
図８は、第７実施形態に係る化学気相成長装置の一例を示す断面模式図である。
図８は、理解を容易にするために、支持体７０にサセプタ３０が載置され、サセプタ３０にウェハＷが載置された状態を示す。

【0062】

第７実施形態にかかる化学気相成長装置１００は、炉体６０と支持体７０とヒータ８０とを有する。

【0063】

炉体６０は、ガス供給管６１と、図示しないガス排気口と、搬送口６２とを有する。
炉体６０の材料は、高温に耐えられることのできるものであれば、公知のものを使用することができる。例えば、Ｃ、ＳｉＣ、金属炭化物、ＳｉＣまたは金属炭化物で被覆されたＣ、ステンレス等を使用することができる。

【0064】

ガス供給管６１は、原料ガス等を炉体６０内に供給する。供給された原料ガスは、支持体７０上のサセプタ３０に載置したウェハＷに供給される。

【0065】

ガス供給管６１は、原料ガス、キャリアガス、ドーピングガス、および、希ガス等を供給する。原料ガスとしては、公知のＳｉ系ガス、Ｃ系ガスを使用することができる。キャリアガス、ドーピングガスとしては、それぞれ窒素等を用いることができる。

【0066】

支持体７０は、載置部７１と支持柱７２とを有する。載置部７１は、上下駆動機構を備えてもよい。載置したサセプタ３０およびサセプタ３０上のウェハＷを上下駆動し、搬送時に取り外ししやすくなる。
載置部７１が上下駆動機構を有する場合、上下駆動機構は、サセプタ３０を上下に駆動する。上下駆動機構は、サセプタ３０の第１部分３１を上下駆動する。ウェハＷは、搬送口６２から炉体６０内に搬送される。第１部分３１のみが上方に移動することで、搬送時に第２部分３２が搬送機構と接触することが避けられ、ウェハＷの搬送が容易になる。当該構成により高温の炉体６０を冷却せずにウェハＷを搬送することができる。また、搬送後に再度高温に加熱する必要もない。そのため、エピタキシャルウェハ製造におけるスループットを向上することができる。

【0067】

支持体７０は、周方向に回転駆動する。支持体７０が回転すると、支持体７０に載置したサセプタ３０が回転する。
支持体７０は、周方向に回転駆動することができるので、支持体７０上にウェハＷを載置したサセプタ３０を載置することで、エピタキシャル成長中にウェハＷを回転駆動し、ウェハＷに対して均等に原料ガスを供給することができる。従って、面内均一性の高いエピタキシャルウェハを製造することができる。

【0068】

ヒータ８０は、支持体７０の内部に備えられる。ヒータ８０の周囲には、ヒータ８０を保護する希ガスが供給される。希ガスは、サセプタ３０の開口部１３（１３Ａ，１３Ｂ）を介して、ウェハＷの裏面に供給される。
ヒータ８０は、炉体６０内を高温に加熱する。
希ガスが供給される空間、すなわちヒータ８０の周囲に設置する部材の不純物濃度は、低いことが好ましい。例えば、不純物濃度は、０．１ｐｐｍｗ以下であることが好ましく、０．０１ｐｐｍｗ以下であることがより好ましい。不純物は、例えばＢやＡｌである。ヒータ８０の周囲の不純物が多い状態でサセプタ３０の開口部１３Ｂを介して、載置されるウェハＷの裏面方向に希ガスが供給されると、ウェハＷの表面に不純物が回り込む恐れがある。ウェハＷの表面に不純物が回り込むと、製造するＳｉＣエピタキシャルウェハの品質を低下させる恐れがあるため、好ましくない。

【0069】

第７実施形態にかかる化学気相成長装置１００は、ヒータ８０を保護する希ガスが、サセプタ３０の開口部１３（１３Ａ、１３Ｂ）を介して、ウェハＷの裏面に供給される。そのため、第７実施形態にかかる化学気相成長装置１００は、ウェハＷの裏面Ｗｂの荒れを抑制できる。

【実施例】

【0070】

「実施例１」
実施例１にかかるサセプタは、第３実施形態にかかるサセプタ２０（図４参照）の円環開口部１３Ｂが一つの場合である。実施例１にかかるサセプタは、円環開口部の内部の第１部分と円環開口部外部の第２部分とに分離される。円環開口部は、サセプタの中心を中心とし、半径が４０ｍｍの円の円周部分に存在し、円環開口部の径方向の幅は、０．４ｍｍとした。

【0071】

実施例１にかかるサセプタの第１面に６インチのＳｉＣウェハを載置して、ＳｉＣウェハの主面に化学気相成長法によりＳｉＣエピタキシャル膜を成長した。ＳｉＣエピタキシャル膜の成長時において、サセプタの裏面側には、ヒータを保護するためにＡｒガスを供給した。Ａｒガスの一部は、サセプタの円環開口部を介してウェハの裏面側に供給された。円環開口部から流出するＡｒガスの流量は、５ｓｃｃｍ程度であった。実施例１において、成長させたエピタキシャル膜の膜厚は、３０μｍである。

【0072】

図９は、エピタキシャル膜を成膜後のウェハの裏面の表面粗さを示す図である。横軸は、円環開口部から径方向の距離であり、縦軸はウェハ裏面の表面粗さである。横軸の「０ｍｍ」はウェハの円環開口部に対応する位置であり、横軸の正方向は、円環開口部に対応する位置からウェハの中心に向かう方向である。ウェハ裏面の表面粗さは、レーザテック社製の表面検査装置（ＳＩＣＡ）のＨａｚｅｍａｐ機能を用いて測定した。本実施例では、レーザテック社製の表面検査装置（ＳＩＣＡ）のＨａｚｅｍａｐを用いて測定を行ったが、Ｚｙｇｏコーポレーション製の白色干渉計システム（Ｚｙｇｏ）等類似する原理の装置を用いて観察してもよい。

【0073】

図９に示すように、円環開口部の近傍は、ウェハ裏面の表面粗さが小さくなった。Ａｒガスが、円環開口部を介して供給されることで、ウェハ裏面に原料ガス（Ｓｉ系ガス、Ｃ系ガス）、キャリアガス、エッチングガス等が供給されることが阻害されたためと考えられる。特に円環開口部から内側１０ｍｍの範囲は、ウェハ裏面の鏡面性が高かった。

【0074】

したがって、円環開口部を１０ｍｍ間隔で同心円状に配置することで、ウェハの裏面を鏡面化することができる。円環開口部の間隔は、供給するＡｒの量によって変化させることができる。

【0075】

また円環開口部の内側と外側とで、ウェハ裏面の表面粗さが異なる。原料ガス（Ｓｉ系ガス、Ｃ系ガス）、キャリアガス、エッチングガス等は、ウェハの外周側から供給されるためと考えられる。円環開口部をサセプタの内側又は外側に向って傾斜させると、希ガスの流れ方向を制御でき、よりキャリアガス、エッチングガス等の供給を阻害できると考えられる。

【0076】

「実施例２」
実施例２にかかるサセプタは、中心に一つだけ開口部１３を有する場合である。開口部は、円形であり、径方向の幅、すなわち、直径が１．０ｍｍである。

【0077】

実施例２にかかるサセプタの第１面に、サセプタの中心とウェハの中心とが一致するように、６インチのＳｉＣウェハを載置して、ＳｉＣウェハの主面に化学気相成長装置によりＳｉＣエピタキシャル膜を成長した。ＳｉＣエピタキシャル膜の成長時において、サセプタの裏面側には、ヒータを保護するためにＡｒガスを供給した。Ａｒガスの一部は、サセプタの開口部を介してウェハの裏面側に供給された。開口部から流出するＡｒガスの流量は、５ｓｃｃｍ程度であった。実施例２において成長させたエピタキシャル膜の膜厚は１０μｍである。

【0078】

図１０は、エピタキシャル膜を成膜後のウェハの裏面の表面粗さを示す図である。横軸は、ウェハ中心からの距離であり、縦軸はウェハ裏面の表面粗さである。横軸の正方向は、ウェハの径方向の１つである。ウェハ裏面の表面粗さは、レーザテック社製の表面検査装置（ＳＩＣＡ）のＨａｚｅｍａｐ機能を用いて測定した。本実施例では、レーザテック社製の表面検査装置（ＳＩＣＡ）のＨａｚｅｍａｐを用いて測定を行ったが、Ｚｙｇｏコーポレーション製の白色干渉計システム（Ｚｙｇｏ）等類似する原理の装置を用いて観察してもよい。

【0079】

図１０に示すように、サセプタの中心に備えられた開口部の周辺は、ウェハ裏面の粗さが小さくなった。Ａｒガスが、開口部を介して供給されることで、ウェハ裏面に原料ガス（Ｓｉ系ガス、Ｃ系ガス）キャリアガス、エッチングガス等が供給されることは阻害されたためと考えられる。

【0080】

「参考例１～３」
参考例１～３は、円環開口部１３Ｂの径方向の幅を変えた場合に、ウェハの温度分布の変化をシミュレーションにより測定した。参考例１は円環開口部１３Ｂを設けない場合のウェハの温度分布であり、参考例２は円環開口部１３Ｂの径方向の幅を０．１ｍｍとした場合のウェハの温度分布であり、参考例３は円環開口部１３Ｂの径方向の幅を０．４ｍｍとした場合のウェハの温度分布である。

【0081】

図１１は、円環開口部１３Ｂの径方向の幅を変えた場合における参考例１～３のウェハの温度分布の変化をシミュレーションにより測定した結果である。図１１に示すように、円環開口部１３Ｂの幅が０．４ｍｍの場合は、円環開口部１３Ｂの近傍でウェハの温度が上昇した。これは円環開口部１３Ｂの溝により、サセプタの輻射率が変動したためと考えられる。Ｓｉは、Ｃより昇華しやすい。そのため、ウェハの温度が高温になると、Ｓｉが昇華し、ＳｉＣウェハの裏面の結晶性が低下し、表面粗さが低下する。図９において円環開口部１３Ｂの直上のウェハ裏面の表面粗さが局所的に増加しているのは、当該現象に起因すると考えられる。換言すると、円環開口部１３の径方向の幅を０．１ｍｍ以下にすると、ウェハの裏面の表面粗さをより低減できる。

【産業上の利用可能性】

【0082】

以上のように、本発明に係るサセプタは、厚み方向に貫通する複数の開口部を有することにより、化学気相成長法によりウェハに成膜を行った際に、ウェハに裏面荒れの発生を抑制し、デフォーカスや裏面酸化膜剥離などの生じづらい、ＳｉＣエピタキシャルウェハを提供することができる。

【符号の説明】

【0083】

１，１０，２０，３０，４０，５０ サセプタ
１０ａ 第１面
１０ｂ第２面
１１ 本体部
１２ 突出部
１３ 開口部
１３Ａ 開口部
１３Ｂ 円環開口部
１３Ｃ 矩形開口部
１３Ｄ 螺旋状開口部
１４ 外周突出部
３１ 第１部分
３２ 第２部分
６０炉体
７０ 支持体
７１ 載置部
７２ 支持柱
８０ ヒータ
Ｖｃ 仮想円
Ｗ ウェハ
Ｗｂ 裏面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】