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公開番号2025096285
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2025042162,2023515845
出願日2025-03-17,2021-07-27
発明の名称平坦な炭化ケイ素サセプタのための裏面設計
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 21/205 20060101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体ウエハ処理に使用されるサセプタを提供する。
【解決手段】ウエハを支持するための処理チャンバ内で使用するためのサセプタは、前面および前面の反対側の裏面を有するサセプタ基板と、サセプタ基板上に堆積させたコーティング層と、を含む。前面は、処理チャンバ内で処理されるウエハを保持するように構成されたポケットを有し、ポケットは、第1のパターンでテクスチャ加工される。裏面は、第2のパターンでテクスチャ加工される。
【選択図】図6B
特許請求の範囲【請求項１】
ウエハを支持するための処理チャンバ内で使用するためのサセプタであって、
前面および前記前面の反対側の裏面を有するサセプタ基板と、
前記サセプタ基板上に堆積させたコーティング層と、
を備え、
前記前面が、処理チャンバ内で処理されるウエハを保持するように構成されたポケットを有し、前記ポケットが第１のパターンでテクスチャ加工され、
前記裏面が第２のパターンでテクスチャ加工されている、
サセプタ。
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記第１のパターンが０．２０ｍｍ～３．００ｍｍの幅、０．８０ｍｍ～３．００ｍｍのピッチ、および０．１０ｍｍ～５．００ｍｍの深さを有するグリッドパターンである、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項３】
前記第２のパターンが前記第１のパターンと同一である、請求項２に記載のサセプタ。
【請求項４】
前記第２のパターンが０．５０ｍｍ～３０．００ｍｍの幅、０．５０ｍｍ～３．００ｍｍのピッチ、および０．１０ｍｍ～５．００ｍｍの深さを有するストライプパターンである、請求項２に記載のサセプタ。
【請求項５】
前記第２のパターンが前記裏面の表面の外縁部に形成されたレッジを含む、請求項２に記載のサセプタ。
【請求項６】
前記サセプタ基板がグラファイトを含む、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項７】
前記サセプタ基板が１５０ｍｍ～４００ｍｍの直径、および１ｍｍ～１５ｍｍの厚さを有する円盤状プレートである、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項８】
前記ポケットが１５０ｍｍ～３００ｍｍの直径、および０．３０ｍｍ～１．００ｍｍの深さを有する円筒状の凹部である、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項９】
前記コーティング層が炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む、請求項１に記載のサセプタ。
【請求項１０】
処理チャンバであって、
１つまたは複数のガス源と流体連結するチャンバ本体と、
サセプタを備える基板支持アセンブリであり、前記サセプタが、
前面および前記前面の反対側の裏面を有するサセプタ基板、および
前記サセプタ基板上に堆積させたコーティング層、
を備え、
前記前面が、処理チャンバ内で処理されるウエハを保持するように構成されたポケットを有し、前記ポケットが第１のパターンでテクスチャ加工され、
前記裏面が第２のパターンでテクスチャ加工されている、
基板支持アセンブリと、
を備える、処理チャンバ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本明細書に記載される実施例は、一般に、半導体ウエハ処理に使用されるサセプタに関し、より詳細には、エピタキシャル堆積プロセスに使用される、テクスチャ加工された裏面を有する炭化ケイ素コーティングされたサセプタに関する。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスは、半導体ウエハ処理において、他のプロセスと共に、ウエハ上に薄い層（一般に、１０ミクロン未満）をエピタキシャルに堆積させるために使用される。ＣＶＤプロセスでは、サセプタに保持されたウエハを高温に、例えば、約１２００℃まで加熱する必要がある。ウエハは、典型的には、室温から約３０分以内に高温に加熱される。高品質のエピタキシ堆積のために、サセプタは、精密な寸法を有し、かつ急速加熱プロセスと冷却プロセスを繰り返している間、その形状、特に平坦性を維持するように製造される必要がある。すなわち、サセプタには、優れた耐熱衝撃性、高い機械的強度、高い熱安定性が要求される。さらに、サセプタの材料は、サセプタがサセプタとＣＶＤチャンバ内の外部環境の両方から放出される汚染物質に対するバリアとして作用するように、ガスに対して不浸透性であり、アウトガスしない必要がある。このような材料の例としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）が挙げられ、したがって、サセプタは、典型的には、ウエハを内部に保持するためのポケットを有する前面と、ＣＶＤプロセスによって炭化ケイ素（ＳｉＣ）でコーティングされた、平坦かつ平面的な表面を有する裏面とを有するグラファイト基板から作製される。しかしながら、典型的なＳｉＣコーティングされたグラファイトサセプタは、ＣＶＤプロセス中に反りおよび湾曲が生じることが知られている。このような反りおよび湾曲は、サセプタの前面と裏面との間の熱膨張係数（ＣＴＥ）の不一致および設計差に起因するグラファイト基板とＳｉＣコーティング層との間の界面応力によって誘発される。界面応力は、半導体ウエハ処理における最近の要求、例えば、より大きなサイズのウエハを処理するためのサセプタのサイズの増大、軽量で耐久性のあるサセプタのためのＳｉＣコーティング層とグラファイト基板との厚さ比の増大、およびサセプタの前面のポケットの精巧な設計などによって、さらに増大する。
【０００３】
したがって、サイズ、重量、および設計の要件を満たしながら、反りおよび湾曲を軽減することができるサセプタが必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の実施形態は、ウエハを支持するための処理チャンバで使用するためのサセプタを含む。サセプタは、前面および前面の反対側の裏面を有するサセプタ基板と、サセプタ基板上に堆積させたコーティング層と、を含む。前面は、処理チャンバ内で処理されるウエハを保持するように構成されたポケットを有し、ポケットは、第１のパターンでテクスチャ加工され、裏面は、第２のパターンでテクスチャ加工されている。
【０００５】
本開示の実施形態は、処理チャンバも含む。処理チャンバは、１つまたは複数のガス源と流体連結するチャンバ本体と、サセプタを含む基板支持アセンブリと、を含む。サセプタは、前面および前面の反対側の裏面を有するサセプタ基板と、サセプタ基板上に堆積させたコーティング層と、を含む。前面は、処理チャンバ内で処理されるウエハを保持するように構成されたポケットを有し、ポケットは、第１のパターンでテクスチャ加工され、裏面は、第２のパターンでテクスチャ加工されている。
【０００６】
本開示の実施形態は、ウエハを支持するための処理チャンバ内で使用するためのサセプタを製造するための方法をさらに含む。本方法は、前面および前面の反対側の裏面を有するサセプタ基板を形成するステップと、処理チャンバ内で処理されるウエハを保持するように構成されたポケットを形成するステップと、ポケットを第１のパターンでテクスチャ加工するステップと、裏面を第２のパターンでテクスチャ加工するステップと、サセプタ基板上にコーティング層を形成するステップと、を含む。
【０００７】
本開示の上記の特徴が詳細に理解され得るように、上記で簡単に要約されたより具体的な説明が、例を参照することによって行われ得て、それらの例のうちのいくつかが添付の図面に示される。しかしながら、添付の図面は一部の例のみを示しており、したがって、本開示は他の等しく有効な例を認めることができるため、本開示の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の一部の例による例示的なマルチチャンバ処理システムの概略上面図である。
本開示の一部の例による、エピタキシャル成長を実行するために使用することができる熱処理チャンバの断面図である。
一実施形態によるサセプタの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像の断面図である。
一実施形態によるサセプタの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像の上面図である。
一実施形態によるサセプタを製造するために利用することができる方法の流れ図である。
一実施形態によるサセプタ５００の一部分の概略断面図である。
一実施形態によるサセプタ５００の一部分の概略断面図である。
一実施形態によるサセプタ５００の一部分の概略断面図である。
一実施形態によるサセプタの斜視図である。
一実施形態によるサセプタの正面図である。
一実施形態によるサセプタの拡大正面図である。
一実施形態によるサセプタの背面図である。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
一実施形態によるサセプタの裏面に施すことができるパターンである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
理解を容易にするために、可能な限り、図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。
【００１０】
一般に、本明細書に記載される実施例は、半導体ウエハ処理のためにウエハを保持するサセプタに関し、より詳細には、エピタキシャル堆積プロセスで使用される、テクスチャ加工された裏面を有する炭化ケイ素コーティングされたサセプタに関する。サセプタの裏面のテクスチャにより、エピタキシ堆積プロセス中にサセプタ基板とコーティング層との間の界面応力が減少し、サセプタの反りおよび湾曲が低減され、サセプタの平坦性が向上する。
（【００１１】以降は省略されています）

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