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(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】2024-04-09
(45)【発行日】2024-04-17
(54)【発明の名称】サセプタ及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C23C 16/458 20060101AFI20240410BHJP
C23C 16/42 20060101ALI20240410BHJP
C30B 25/12 20060101ALI20240410BHJP
C30B 29/06 20060101ALI20240410BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20240410BHJP
H01L 21/683 20060101ALI20240410BHJP
【ＦＩ】
C23C16/458
C23C16/42
C30B25/12
C30B29/06 504L
H01L21/205
H01L21/68 N
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2020205105
(22)【出願日】2020-12-10
(65)【公開番号】P2022092341
(43)【公開日】2022-06-22
【審査請求日】2022-12-07
(73)【特許権者】
【識別番号】507182807
【氏名又は名称】クアーズテック合同会社
(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】菅野 晃
(72)【発明者】
【氏名】遠藤 典昭
(72)【発明者】
【氏名】田部井 貴浩
(72)【発明者】
【氏名】井上 昌利
【審査官】▲高▼橋 真由
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－１３４６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－２４６１７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ １６／４５８
Ｃ２３Ｃ １６／４２
Ｃ３０Ｂ ２５／１２
Ｃ３０Ｂ ２９／０６
Ｈ０１Ｌ ２１／２０５
Ｈ０１Ｌ ２１／６８３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭素材料からなる円板状の基材の全面が炭化ケイ素からなる薄膜で被覆され、シリコンウェーハが載置される一の主面および前記一の主面と対向する他の主面を有するサセプタであって、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚に対する前記他の主面に形成された薄膜の膜厚の比率が０．７以上１．２以下であり、前記一の主面において、中心部と外縁部とにおける膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の４０％以下、かつ、前記一の主面の外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の４０％以下であることを特徴とするサセプタ。
【請求項2】
前記基材の全面に形成された炭化ケイ素からなる薄膜の膜厚は、少なくとも６０μｍであることを特徴とする請求項１に記載されたサセプタ。
【請求項3】
前記請求項１または請求項２に記載されたサセプタの製造方法であって、チャンバ内において炭素材料からなる、円板状の基材の他の主面の周縁部を支持するよう設けられた複数の回転駆動されるローラによって、前記基板の中心部を中心に回転させることにより、該基材に対する支持位置を移動させながら支持し、
前記基材の前記一の主面及び他の主面に対し原料ガスの供給方向が平行になるように供給し、前記基材の全面に炭化ケイ素からなる薄膜を形成することを特徴とする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、サセプタ及びその製造方法に関し、例えばエピタキシャル成膜装置においてウェーハを保持するサセプタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造用装置の一つであるエピタキシャル成膜装置においては、シリコンウェーハを保持する部材であるサセプタとして、炭素材料（カーボン基材と呼ぶ）を炭化ケイ素（ＳｉＣ）で覆ったカーボン複合材料が使用されている。前記サセプタには、その形状によりパンケーキ型、パレル型、枚葉型などがあり、装置や処理方法によって、複数種が用いられている。
前記サセプタを製造する場合、いずれの型であっても所定のコーティング炉にカーボン基材の状態で設置され、ＣＶＤ法等によって炭化ケイ素（ＳｉＣ）をカーボン基材の表面に成膜することによって、カーボン複合材料からなるサセプタが得られる。
前記サセプタを製造する場合、いずれの型であっても所定のコーティング炉にカーボン基材の状態で設置され、ＣＶＤ法等によって炭化ケイ素（ＳｉＣ）をカーボン基材の表面に成膜することによって、カーボン複合材料からなるサセプタが得られる。
【0003】
ところで、ＣＶＤ法によってカーボン基材の表面に炭化ケイ素（ＳｉＣ）の薄膜を成膜する際、カーボン基材を支持する治具とカーボン基材との接触部位には炭化ケイ素膜が付着しないことになる。
そのような課題に対し特許文献１には、１回目の成膜処理の後に、カーボン基材を一度炉から取り出し、カーボン基材と治具とが接触する位置を変えて２回目以降の成膜処理を行うことが記載されている。そのようにすることで全面が炭化ケイ素（ＳｉＣ）に覆われたカーボン複合材料を得ることができる。
そのような課題に対し特許文献１には、１回目の成膜処理の後に、カーボン基材を一度炉から取り出し、カーボン基材と治具とが接触する位置を変えて２回目以降の成膜処理を行うことが記載されている。そのようにすることで全面が炭化ケイ素（ＳｉＣ）に覆われたカーボン複合材料を得ることができる。
【0004】
前記のように接触位置をずらしての複数回の成膜処理は治具の接触跡を消すための有効な手段ではあるが、一度、炉からカーボン複合材料を出すことでカーボン複合材料は炉外気に曝されることとなる。そのため、炭化ケイ素膜表面が汚染される虞があるという課題があった。汚染されてしまった場合、その汚染層の上に新たな炭化ケイ素膜を積層することとなり、このカーボン複合材料をサセプタとして使用することになると、エピタキシャル工程においてシリコンウェーハを汚染する原因となる。
【0005】
そこで特許文献１に記載の発明にあっては、最初に炭化ケイ素の成膜を行った後、支持跡をなくすために一度カーボン複合材料を取り出して支持位置の変更を行い、カーボン複合材料表面の純化処理（ハロゲンガスの吹き付け）を行うことで表面の汚染を軽減し、炉内において再度、炭化ケイ素の成膜を行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２００８－１７４８４１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、特許文献１に開示された方法にあっては、カーボン基材を一度炉から取り出すために汚染の可能性は無くならない。また、時間を空けて複数回の成膜処理を行う必要があるため、工数及びコストが増加し、望ましくないという課題があった。
【0008】
更に、カーボン基材を保持する治具が接触する部位は、他の部分より炭化ケイ素の膜厚が薄く、２回成膜の場合には、約半分程度となる。そのため、エピタキシャル成膜工程において、炭化ケイ素膜の消耗により、基材であるカーボンが露出する虞があった。
また、炭化ケイ素膜の厚さの不均一性は、シリコンウェーハに対するエピタキシャル成膜工程での膜厚ばらつきを生み出す要因にもなる。炭化ケイ素の膜厚が大きくばらつく場合、熱伝導性が異なるため均一なエピタキシャル膜を得ることが困難であるという課題があった。
また、炭化ケイ素膜の厚さの不均一性は、シリコンウェーハに対するエピタキシャル成膜工程での膜厚ばらつきを生み出す要因にもなる。炭化ケイ素の膜厚が大きくばらつく場合、熱伝導性が異なるため均一なエピタキシャル膜を得ることが困難であるという課題があった。
【0009】
本発明は、上記事情の下になされたものであり、炭素材料からなる基材の表面を炭化ケイ素（ＳｉＣ）の薄膜で覆ったカーボン複合材料からなるサセプタにおいて、前記基材に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の均一性を高くすることができ、汚染の抑制されたサセプタ及びその製造方法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】
前記課題を解決するためになされた本発明に係るサセプタは、炭素材料からなる円板状の基材の全面が炭化ケイ素からなる薄膜で被覆され、シリコンウェーハが載置される一の主面および前記一の主面と対向する他の主面を有するサセプタであって、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚に対する前記他の主面に形成された薄膜の膜厚の比率が０．７以上１．２以下であり、前記一の主面において、中心部と外縁部とにおける膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の４０％以下、かつ、前記一の主面の外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差が、前記一の主面に形成された薄膜の膜厚の平均値の４０％以下であることに特徴を有する。
また、前記基材の全面に形成された炭化ケイ素からなる薄膜の膜厚は、少なくとも６０μｍであることが望ましい。
また、前記基材の全面に形成された炭化ケイ素からなる薄膜の膜厚は、少なくとも６０μｍであることが望ましい。
【0011】
このような構成によれば、基材の表面に形成された薄膜の均一性が向上し、一の主面における熱伝導の均一性が良好となる。その結果、そのサセプタを用いたシリコンウェーハへのエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
【0012】
また、前記課題を解決するためになされた本発明に係るサセプタの製造方法は、前記サセプタの製造方法であって、チャンバ内において炭素材料からなる、円板状の基材の他の主面の周縁部を支持するよう設けられた複数の回転駆動されるローラによって、前記基板の中心部を中心に回転させることにより、該基材に対する支持位置を移動させながら支持し、前記基材の前記一の主面及び他の主面に対し原料ガスの供給方向が平行になるように供給し、前記基材の全面に炭化ケイ素からなる薄膜を形成することに特徴を有する。
このような方法によれば、前記したサセプタを得ることができる。
このような方法によれば、前記したサセプタを得ることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、炭素材料からなる基材の表面を炭化ケイ素（ＳｉＣ）の薄膜で覆ったカーボン複合材料からなるサセプタにおいて、前記基材に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の均一性を高くすることができ、汚染の抑制されたサセプタ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明にかかるサセプタ及びその製造方法の一実施形態について、図１乃至図４に基づいて説明する。図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。
【0016】
図１に示すように、サセプタ１は、炭素材料からなる円板状のカーボン基材２を有している。このカーボン基材２は、その全面が炭化ケイ素からなる所定厚さ（例えば６０μｍ以上）の薄膜３で被覆されている。
即ち、この薄膜３は、サセプタ１のウェーハ載置面である一の主面Ｆ１を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜３Ｆと、一の主面Ｆ１と対向する裏の面である他の主面Ｆ２を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜３Ｂと、またカーボン基材２の外周面を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜３Ｓとから構成されている。
即ち、この薄膜３は、サセプタ１のウェーハ載置面である一の主面Ｆ１を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜３Ｆと、一の主面Ｆ１と対向する裏の面である他の主面Ｆ２を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜３Ｂと、またカーボン基材２の外周面を被覆する炭化ケイ素からなる薄膜３Ｓとから構成されている。
【0017】
また、このサセプタ１は、その一の主面Ｆ１に半導体基板を載置する一つの凹形状のザグリ部４が形成された、いわゆる枚葉タイプのサセプタである。
前記ザグリ部４は平面視上円形に形成され、中央に円柱状の凹部４ａが形成されている。また、このサセプタ１は、その中心部Ｏを通る回転軸Ｌとした円対称性を有している。このとき、ザグリ部４の最深部（中心部Ｏ）の深さをＴｏとすると、平均深さＴｄは、Ｔｏ／２となる。
前記ザグリ部４は平面視上円形に形成され、中央に円柱状の凹部４ａが形成されている。また、このサセプタ１は、その中心部Ｏを通る回転軸Ｌとした円対称性を有している。このとき、ザグリ部４の最深部（中心部Ｏ）の深さをＴｏとすると、平均深さＴｄは、Ｔｏ／２となる。
【0018】
そして、前記サセプタ１の厚さＴと前記平均深さＴｄとの比（Ｔ／Ｔｄ）が、６≦Ｔ／Ｔｄ≦３０であることが好ましい。前記サセプタ１の厚さＴと前記深さＴｏとの比（Ｔ／Ｔｏ）が３≦Ｔ／Ｔｏ≦１３であることが好ましい。
このように、サセプタ１の厚さＴと前記平均深さＴｄとの比（Ｔ／Ｔｄ）が、６≦Ｔ／Ｔｄ≦３０となるように、ザグリ部４が形成されるため、反り抑制の効果を得ることができる。
このように、サセプタ１の厚さＴと前記平均深さＴｄとの比（Ｔ／Ｔｄ）が、６≦Ｔ／Ｔｄ≦３０となるように、ザグリ部４が形成されるため、反り抑制の効果を得ることができる。
【0019】
ここで、前記サセプタ１の厚さＴと前記平均深さＴｄとの比（Ｔ／Ｔｄ）が、６未満である場合には、厚さに対しザグリが深すぎることでウェーハの外周成膜が不良となる可能性があり好ましくない。また、前記サセプタ１の厚さＴと前記平均深さＴｄとの比（Ｔ／Ｔｄ）が３０を超える場合には、サセプタが厚肉化し、カーボン基材２の剛性の影響が無視できなくなり、薄膜での反り量制御が困難になるため、好ましくない。
【0020】
前記したようにカーボン基材２としては、半導体用サセプタとして適用できる炭素材料が用いられ、薄膜３としては炭化ケイ素が用いられる。薄膜３は、カーボン基材２の全面に形成されるもので、カーボン基材２からの発塵、不純物の外方拡散を防止、あるいはカーボン基材２の全面を保護すると共に、カーボン基材２の反りを抑制する役割を有する。
【0021】
ここで、図２に示すサセプタ１の主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均に対する他の主面Ｆ２に形成された薄膜３Ｂの膜厚ｔ２の平均の比率は、０．７～１．２の間に形成されている。
前記比率が０．７より小さいと、そのサセプタを用いたエピタキシャル成膜工程において、熱伝導性の差異が生じ、均一なエピタキシャル膜を得ることが困難になる。
また、前記比率が１．２より大きいと、薄膜３の膜厚ばらつきに起因する熱伝導性の差異に加えて、サセプタの反りが生じやすくなり、エピタキシャル膜が不均一となる。
前記比率が０．７より小さいと、そのサセプタを用いたエピタキシャル成膜工程において、熱伝導性の差異が生じ、均一なエピタキシャル膜を得ることが困難になる。
また、前記比率が１．２より大きいと、薄膜３の膜厚ばらつきに起因する熱伝導性の差異に加えて、サセプタの反りが生じやすくなり、エピタキシャル膜が不均一となる。
【0022】
また、サセプタ１の主面Ｆ１において、中心部Ｏと外縁部Ｆ１ａとにおける膜厚差ｄ１が、主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均の４０％以下になるよう形成されている。
また、好ましくは、サセプタ１の主面Ｆ１において、外縁部Ｆ１ａの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差ｄ２が、主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均の４０％以下になるよう形成されている。
前記膜厚差ｄ１或いはｄ２が膜厚ｔ１の平均の４０％以下であれば、主面Ｆ１における熱伝導の均一性が良好となり、そのサセプタを用いたエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
一方、前記膜厚差が膜厚ｔ１の平均の４０％より大きくなると、斑が発生しやすく、主面Ｆ１における熱伝導が不均一となり、均一なエピタキシャル膜を得ることができなくなる。
また、好ましくは、サセプタ１の主面Ｆ１において、外縁部Ｆ１ａの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差ｄ２が、主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均の４０％以下になるよう形成されている。
前記膜厚差ｄ１或いはｄ２が膜厚ｔ１の平均の４０％以下であれば、主面Ｆ１における熱伝導の均一性が良好となり、そのサセプタを用いたエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
一方、前記膜厚差が膜厚ｔ１の平均の４０％より大きくなると、斑が発生しやすく、主面Ｆ１における熱伝導が不均一となり、均一なエピタキシャル膜を得ることができなくなる。
【0023】
前記のようなサセプタ１は、例えば図３に示すようなＣＶＤ装置５を用いることにより製造することができる。
図３に示すＣＶＤ装置５は、処理空間を形成するチャンバ１０と、キャリアガス（水素ガス）をチャンバ１０内に供給するため、チャンバ１０側面に設けられたガス流入口１１と、流入口１１に対向する反対側のチャンバ１０側面に設けられたガス流出口１２とを有する。
図３に示すＣＶＤ装置５は、処理空間を形成するチャンバ１０と、キャリアガス（水素ガス）をチャンバ１０内に供給するため、チャンバ１０側面に設けられたガス流入口１１と、流入口１１に対向する反対側のチャンバ１０側面に設けられたガス流出口１２とを有する。
【0024】
また、チャンバ１０内においてサセプタ１のカーボン基材２の下面側を支持するための支持部２０と、カーボン基材２の周囲に複数配置され、カーボン基材２の側部周面（外周）を摺接可能に支持する柱状のガード部材１３とを備える。
支持部２０は、モータ２１により定速で回転可能に設けられたローラ２２が、カーボン基材２の周方向に沿って回転するよう配置された複数の支持脚２０ａ～２０ｄを有している。各支持部２０ａ～２０ｄのローラ２２は、カーボン基材２の裏側面の周縁部に当接し、各ローラ２２が一方向に回転することによりカーボン基材２は支持されつつ中心部Ｏを中心に回転するように構成されている。尚、各支持脚２０ａ～２０ｄのローラ２２の回転動作（回転開始、停止、回転方向、回転速度）は同期するように図示しない制御部により制御されている。
また、図３に示すようにチャンバ１０の上下には、ヒータ部１５が設けられ、炉内を所定温度まで昇温可能に構成されている。
支持部２０は、モータ２１により定速で回転可能に設けられたローラ２２が、カーボン基材２の周方向に沿って回転するよう配置された複数の支持脚２０ａ～２０ｄを有している。各支持部２０ａ～２０ｄのローラ２２は、カーボン基材２の裏側面の周縁部に当接し、各ローラ２２が一方向に回転することによりカーボン基材２は支持されつつ中心部Ｏを中心に回転するように構成されている。尚、各支持脚２０ａ～２０ｄのローラ２２の回転動作（回転開始、停止、回転方向、回転速度）は同期するように図示しない制御部により制御されている。
また、図３に示すようにチャンバ１０の上下には、ヒータ部１５が設けられ、炉内を所定温度まで昇温可能に構成されている。
【0025】
このＣＶＤ装置５を用いてサセプタ１を製造する場合、予め円形のザグリ部が形成された炭素材料からなるカーボン基材２を、チャンバ１０内の支持部２０ａ～２０ｄ上に配置する。
次いで図示しない制御部により支持部２０ａ～２０ｄのローラ２２を所定の回転速度で回転開始する。これによりカーボン基材２は、中心部Ｏを中心に所定速度（例えば０．１ｒｐｍ）で回転する。
次いで図示しない制御部により支持部２０ａ～２０ｄのローラ２２を所定の回転速度で回転開始する。これによりカーボン基材２は、中心部Ｏを中心に所定速度（例えば０．１ｒｐｍ）で回転する。
【0026】
また、ヒータ部１５を駆動してチャンバ１０内を例えば５００℃に昇温し、チャンバ１０内をガス流出口１２から吸引して真空状態とする。
次にガス流入口１１よりキャリアガス（Ｈ２）を所定の流量でチャンバ１０内に導入する。その後、チャンバ１０内を例えば１３００℃に昇温し、キャリアガスとともに原料ガス（ＳｉＣｌ４、Ｃ３Ｈ８）を所定時間導入する。
次にガス流入口１１よりキャリアガス（Ｈ２）を所定の流量でチャンバ１０内に導入する。その後、チャンバ１０内を例えば１３００℃に昇温し、キャリアガスとともに原料ガス（ＳｉＣｌ４、Ｃ３Ｈ８）を所定時間導入する。
【0027】
ここで、前記原料ガスは、キャリアガスによってカーボン基材２の上下面に沿って流れ、ガス流出口１２より排出される。
また、カーボン基材２は、下面側周縁部を支持するよう設けられた、複数の回転駆動されるローラ２２によって中心部Ｏを中心に回転しているため、カーボン基材２の下面側周縁部における支持位置が同じ箇所とならず（固定されず変化する）、形成膜の膜厚の均一性が向上する。
また、カーボン基材２は、下面側周縁部を支持するよう設けられた、複数の回転駆動されるローラ２２によって中心部Ｏを中心に回転しているため、カーボン基材２の下面側周縁部における支持位置が同じ箇所とならず（固定されず変化する）、形成膜の膜厚の均一性が向上する。
【0028】
形成膜が所定の厚さ（例えば６０μｍ以上）となるように所定時間（例えば１４時間）原料ガスをチャンバ１０内に供給した後、原料ガスの供給を停止し、更に所定時間経過後（例えば１時間後）にローラ２２の回転を停止する。
【0029】
これらの処理によりカーボン基材２上には、炭化ケイ素からなる薄膜３が形成され、本発明のサセプタ１が製造されることになる。この薄膜３は、カーボン基材２が原料ガスに曝される間、チャンバ１０内でカーボン基材２を支持する位置が常に変化しているため、膜厚の均一性が高く形成されている。即ち、得られたサセプタ１において、その主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均に対する他の主面Ｆ２に形成された薄膜３Ｂの膜厚ｔ２の平均の比率が、０．７～１．２の間に形成される。また、サセプタ１の主面Ｆ１において、中心部Ｏと外縁部Ｆ１ａとにおける膜厚差ｄ１、及び外縁部Ｆ１ａの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差ｄ２が、主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均の４０％以下になるよう形成される。
【0030】
以上のように本発明に係る実施の形態によれば、サセプタ１の主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均に対する他の主面Ｆ２に形成された薄膜３Ｂの膜厚ｔ２の平均の比率が、０．７～１．２の間に形成される。また、サセプタ１の主面Ｆ１において、中心部Ｏと外縁部Ｆ１ａとにおける膜厚差ｄ１或いは外縁部Ｆ１ａの最大膜厚と最小膜厚との膜厚差ｄ２が、主面Ｆ１に形成された薄膜３Ｆの膜厚ｔ１の平均の４０％以下になるよう形成される。
これにより、カーボン基材２の表面に形成された薄膜３の均一性が向上し、主面Ｆ１における熱伝導の均一性が良好となる。その結果、そのサセプタを用いたシリコンウェーハへのエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
また、炭素材料からなるカーボン基材２に炭化ケイ素からなる薄膜をＣＶＤにより形成する際、カーボン基材２に対する支持位置を固定しないことにより、カーボン基材２全体に対し均一な薄膜を形成することができる。また、それにより従来のように薄膜形成の途中でチャンバからカーボン基材２を取り出す必要が無く、汚染の抑制された単一層の薄膜を形成することができる。
これにより、カーボン基材２の表面に形成された薄膜３の均一性が向上し、主面Ｆ１における熱伝導の均一性が良好となる。その結果、そのサセプタを用いたシリコンウェーハへのエピタキシャル成膜工程において、均一なエピタキシャル膜を得ることができる。
また、炭素材料からなるカーボン基材２に炭化ケイ素からなる薄膜をＣＶＤにより形成する際、カーボン基材２に対する支持位置を固定しないことにより、カーボン基材２全体に対し均一な薄膜を形成することができる。また、それにより従来のように薄膜形成の途中でチャンバからカーボン基材２を取り出す必要が無く、汚染の抑制された単一層の薄膜を形成することができる。
【0031】
尚、前記実施の形態においては、ザグリ部が形成されたサセプタを例に説明したが、本発明にあっては、その形態に限定されるものではなく、ザグリ部を有しないサセプタにも適用することができる。
また、ザグリ部を有する場合、図示したような円柱形状のザグリ部に限らず、例えば、凹状に湾曲したザグリ部を有するサセプタにも本発明を適用することができる。
また、ザグリ部を有する場合、図示したような円柱形状のザグリ部に限らず、例えば、凹状に湾曲したザグリ部を有するサセプタにも本発明を適用することができる。
【実施例】
【0032】
本発明に係るサセプタ及びその製造方法について、実施例に基づきさらに説明する。
［実験１］
（実施例１）
実施例１では、サセプタの基材の材料として等方性黒鉛を用い、ザグリ部が形成されたカーボン基材を用意した。そして、前述した実施の形態に従い、前記カーボン基材の表面に炭化ケイ素の薄膜を形成した。
即ち、図３、図４に示したＣＶＤ装置において、チャンバ内にカーボン基材を配置し、真空引き後、チャンバ内を５００℃まで昇温してキャリアガス（Ｈ２）をチャンバ内に導入した。次いで、チャンバ内を１３００℃まで昇温し、カーボン基材の支持位置を固定しないように該基材を０．１ｒｐｍの回転速度で回転させ、カーボン基材の表裏面に沿って原料ガス（ＳｉＣｌ４、Ｃ３Ｈ８）を供給した。所定時間（１４時間）の経過後、原料ガスの供給を止め、１時間後にカーボン基材の回転を停止して基材表面に所定厚さの炭化ケイ素の薄膜を形成した。
この方法により得られたサセプタの断面をＳＥＭを用いて観察した。図５は、その断面写真である。図５の写真に示すように、カーボン基材の表面に形成された炭化ケイ素膜は、（層間に汚染の恐れのある）積層された膜ではなく、単一層であることを確認した。
［実験１］
（実施例１）
実施例１では、サセプタの基材の材料として等方性黒鉛を用い、ザグリ部が形成されたカーボン基材を用意した。そして、前述した実施の形態に従い、前記カーボン基材の表面に炭化ケイ素の薄膜を形成した。
即ち、図３、図４に示したＣＶＤ装置において、チャンバ内にカーボン基材を配置し、真空引き後、チャンバ内を５００℃まで昇温してキャリアガス（Ｈ２）をチャンバ内に導入した。次いで、チャンバ内を１３００℃まで昇温し、カーボン基材の支持位置を固定しないように該基材を０．１ｒｐｍの回転速度で回転させ、カーボン基材の表裏面に沿って原料ガス（ＳｉＣｌ４、Ｃ３Ｈ８）を供給した。所定時間（１４時間）の経過後、原料ガスの供給を止め、１時間後にカーボン基材の回転を停止して基材表面に所定厚さの炭化ケイ素の薄膜を形成した。
この方法により得られたサセプタの断面をＳＥＭを用いて観察した。図５は、その断面写真である。図５の写真に示すように、カーボン基材の表面に形成された炭化ケイ素膜は、（層間に汚染の恐れのある）積層された膜ではなく、単一層であることを確認した。
【0033】
（比較例１）
比較例１では、実施例１で用いたＣＶＤ装置において、カーボン基材の支持位置を固定して（ローラを回転させず支持して）、基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。その他の条件は実施例１と同様にした。この比較例１では、５枚のカーボン基材に対し成膜処理を実施した。
この方法により得られたサセプタの断面を観察したところ、得られた５枚のサセプタのうち、３枚のサセプタにおいて膜剥がれ（基材の露出）が生じていた。これは、カーボン基材の支持部に対する膜の張り付きが発生し、チャンバからの取り出しの際に剥がれが生じたものであった。また、その他の２枚のサセプタでは、膜剥がれは生じなかったが、主面側（ウェーハ積載面側）において、膜厚の最小値が２０μｍ、最大値が１８０μｍとなり大きな膜厚差が生じた。
比較例１では、実施例１で用いたＣＶＤ装置において、カーボン基材の支持位置を固定して（ローラを回転させず支持して）、基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。その他の条件は実施例１と同様にした。この比較例１では、５枚のカーボン基材に対し成膜処理を実施した。
この方法により得られたサセプタの断面を観察したところ、得られた５枚のサセプタのうち、３枚のサセプタにおいて膜剥がれ（基材の露出）が生じていた。これは、カーボン基材の支持部に対する膜の張り付きが発生し、チャンバからの取り出しの際に剥がれが生じたものであった。また、その他の２枚のサセプタでは、膜剥がれは生じなかったが、主面側（ウェーハ積載面側）において、膜厚の最小値が２０μｍ、最大値が１８０μｍとなり大きな膜厚差が生じた。
【0034】
［実験２］
実験２では、カーボン基材の表面に形成する炭化ケイ素膜の好適な膜厚について検討した。実施例２～５、及び比較例４において、膜厚は、原料ガスの供給時間により調整した。
基材表面への炭化ケイ素膜の形成後、得られたサセプタを用い、エピタキシャル成膜処理とクリーニング処理とを繰り返し行い、所定のライフ時間（連続運転４０００時間）を達成できるかを検証した。
実施例２では、主面（ウェーハ載置面）における炭化ケイ素膜の膜厚が６１μｍであった。また、前記膜厚は、実施例３では６６μｍ、実施例４では７０μｍ、実施例５では８０μｍ、実施例６では１００μｍであった。
また、前記膜厚は、比較例２では４２μｍ、比較例３では５５μｍ、比較例４では５８μｍであった。
実験２の結果を表１に示す。
実験２では、カーボン基材の表面に形成する炭化ケイ素膜の好適な膜厚について検討した。実施例２～５、及び比較例４において、膜厚は、原料ガスの供給時間により調整した。
基材表面への炭化ケイ素膜の形成後、得られたサセプタを用い、エピタキシャル成膜処理とクリーニング処理とを繰り返し行い、所定のライフ時間（連続運転４０００時間）を達成できるかを検証した。
実施例２では、主面（ウェーハ載置面）における炭化ケイ素膜の膜厚が６１μｍであった。また、前記膜厚は、実施例３では６６μｍ、実施例４では７０μｍ、実施例５では８０μｍ、実施例６では１００μｍであった。
また、前記膜厚は、比較例２では４２μｍ、比較例３では５５μｍ、比較例４では５８μｍであった。
実験２の結果を表１に示す。
【0035】
【表1】
【0036】
表１に示すように炭化ケイ素膜が６０μｍを下回るサセプタにあっては、必要なライフを得ることができなかった。よって、炭化ケイ素膜は６０μｍ以上が好ましいことを確認した。
【0037】
［実験３］
実験３では、サセプタの基材の材料として等方性黒鉛を用い、ザグリ部が形成されたカーボン基材を用意した。図３に示したＣＶＤ装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験３では、サセプタの基材の材料として等方性黒鉛を用い、ザグリ部が形成されたカーボン基材を用意した。図３に示したＣＶＤ装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
【0038】
サセプタの製造においては、図３に示したＣＶＤ装置を用いて、サセプタの基材の表面に炭化ケイ素膜を形成する際、処理時間を増減することにより膜厚の厚さを調整した。薄膜形成終了後、ＣＶＤ装置より取り出したサセプタの主面（ウェーハ載置面）に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面（ウェーハ非載置面）に形成された薄膜の膜厚の平均の比率を求めた。
【0039】
表２に示すように前記比率は、実施例７では０．７であり、実施例８では０．８であり、実施例９では０．９であり、実施例１０では１．０であり、実施例１１では１．１であり、実施例１２では１．２であった。
また、比較例５では前記比率が０．５であり、比較例６では０．６であり、比較例７では１．３であり、比較例８では１．４であった。
また、比較例５では前記比率が０．５であり、比較例６では０．６であり、比較例７では１．３であり、比較例８では１．４であった。
【0040】
尚、実施例７～１２、及び比較例５～８にあっては、サセプタの主面（ウェーハ載置面）において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）はいずれも３０％とした。さらにサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）についても、いずれも３０％とした。
実験３の結果を表２に示す。表２に示す各条件の評価（合否）は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±５％以下を○、±５％を超えたものを×とした。
実験３の結果を表２に示す。表２に示す各条件の評価（合否）は、シリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±５％以下を○、±５％を超えたものを×とした。
【0041】
【表2】
【0042】
実験３の結果よりサセプタの主面（ウェーハ載置面）に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面（ウェーハ非載置面）に形成された薄膜の膜厚の平均の比率は０．７～１．２の範囲であればエピタキシャル膜の膜厚均一性が良好になることを確認した。
【0043】
［実験４］
実験４では、実験３と同様に図３に示したＣＶＤ装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験４では、実験３と同様に図３に示したＣＶＤ装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
【0044】
サセプタの製造においては、図３に示したＣＶＤ装置を用いて、サセプタの基材の表面に炭化ケイ素膜を形成する際、処理時間を増減することにより膜厚の厚さを調整した。
薄膜形成終了後、ＣＶＤ装置より取り出したサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）を求めた。
薄膜形成終了後、ＣＶＤ装置より取り出したサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）を求めた。
【0045】
前記割合は、実施例１３では０％であり、実施例１４では１０％であり、実施例１５では２０％であり、実施例１６では３０％であり、実施例１７では４０％であった。
また、前記割合は、比較例９では５０％であり、比較例１０では６０％であった。
また、前記割合は、比較例９では５０％であり、比較例１０では６０％であった。
【0046】
尚、実施例１３～１７、及び比較例９、１０にあっては、サセプタの主面（ウェーハ載置面）に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面（ウェーハ非載置面）に形成された薄膜の膜厚の平均の比率をいずれも１．０とした。さらにサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）については、いずれも３０％とした。
実験４の結果を表３に示す。表３に示す各条件の評価（合否）は、実験３と同様にシリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±５％以下を○、±５％を超えたものを×とした。
実験４の結果を表３に示す。表３に示す各条件の評価（合否）は、実験３と同様にシリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±５％以下を○、±５％を超えたものを×とした。
【0047】
【表3】
【0048】
実験４の結果よりサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、中心と外縁部とにおける膜厚差が、主面に形成された薄膜の膜厚の平均の０％～４０％の範囲であれば炭化ケイ素膜の膜厚均一性が良好になることを確認した。
【0049】
［実験５］
実験５では、実験３と同様に図３に示したＣＶＤ装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
実験５では、実験３と同様に図３に示したＣＶＤ装置を用い、複数の膜厚形成条件により基材表面に炭化ケイ素膜を形成した。
次いで各条件により形成したサセプタを用い、シリコンウェーハに対しエピタキシャル膜を形成する処理を行った。
【0050】
サセプタの製造においては、図３に示したＣＶＤ装置を用いて、サセプタの基材の表面に炭化ケイ素膜を形成する際、処理時間を増減することにより膜厚の厚さを調整した。
薄膜形成終了後、ＣＶＤ装置より取り出したサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）を求めた。
薄膜形成終了後、ＣＶＤ装置より取り出したサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）を求めた。
【0051】
前記割合は、実施例１８では０％であり、実施例１９では１０％であり、実施例２０では２０％であり、実施例２１では３０％であり、実施例２２では４０％であった。
また、前記割合は、比較例１１では５０％であり、比較例１２では６０％であった。
また、前記割合は、比較例１１では５０％であり、比較例１２では６０％であった。
【0052】
尚、実施例１８～２２、及び比較例１１、１２にあっては、サセプタの主面（ウェーハ載置面）に形成された炭化ケイ素膜の膜厚の平均に対する他の主面（ウェーハ非載置面）に形成された薄膜の膜厚の平均の比率をいずれも１．０とした。さらにサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、中心と外縁部とにおける膜厚差の、主面に形成された薄膜の膜厚の平均に対する割合（％）については、いずれも３０％とした。
実験５の結果を表４に示す。表４に示す各条件の評価（合否）は、実験３、４と同様にシリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±５％以下を○、±５％を超えたものを×とした。
実験５の結果を表４に示す。表４に示す各条件の評価（合否）は、実験３、４と同様にシリコンウェーハに形成したエピタキシャル膜の均一性により行った。エピタキシャル膜の膜厚の面内分布が±５％以下を○、±５％を超えたものを×とした。
【0053】
【表4】
【0054】
実験５の結果よりサセプタの主面（ウェーハ載置面）において、外縁部の最大膜厚と最小膜厚との膜厚差が、主面に形成された薄膜の膜厚の平均の０％～４０％の範囲であればエピタキシャル膜の膜厚均一性が良好になることを確認した。
【符号の説明】
【0055】
１ サセプタ
２ カーボン基材
３ 薄膜
４ ザグリ部
５ ＣＶＤ装置
１０ チャンバ
１１ ガス流入口
１２ ガス流出口
２０ 支持部
２ カーボン基材
３ 薄膜
４ ザグリ部
５ ＣＶＤ装置
１０ チャンバ
１１ ガス流入口
１２ ガス流出口
２０ 支持部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
