CN1768421A - 硅片热处理夹具和硅片热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种硅片热处理夹具和热处理方法，在相互隔开间隔地从支承框向中心点突出的3个支承臂部的上侧设有支承突起，在将硅片载置在上述支承突起上、在热处理炉内进行热处理时，支承突起全部在硅片的同一圆周上、且位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，各支承臂部分别配置成相对于中心点构成120°的角度，由此，使从销迹点进入的位移的自由深度比器件形成区域深，而且，使这样的晶片表面上没有滑动的无滑动区域扩大到最大。
Description
技术领域
本发明涉及硅片热处理夹具和硅片处理方法，尤其是涉及用于RTA等的合适的技术。
本申请要求2003年3月31日申请的特愿2003-097365号的优先权，将其内容引用到这里。
背景技术
以往，作为将硅片快速加热之后再快速冷却的热处理装置，周知的有以碘钨灯作为热源的快速加热装置(RTA)。为了在快速加热装置的炉内将热处理中的硅片的姿势保持在水平状态，例如，如专利文献1的图3(a)中所示那样搭载有环状的晶片夹100。
又，如专利文献2所示，由数个点支持的类型的晶片夹也是公知的。
但是，在将晶片支承在水平状态进行热处理时，会产生滑动重排，存在着成品率降低的问题。产生滑动重排的原因是，在支承晶片的部分附加有晶片本身的重量，因此，因热处理时所引起的晶片的弯曲现象和因热膨胀的差异而在晶片与突起之间产生滑动摩擦，或在晶片的自重集中的部分产生应变，所以，认为在由各支承突起所支承的部分产生滑动重排。
现有的晶片夹都是为了减少滑动的产生，但是，在专利文献2中，是以减少因取向平面的存在而引起的滑动位移为目的。
另外，无取向平面的晶片中，如非专利文献1所示，作为与数个点支承的晶片夹的晶片支承位置相关的内容，文献中这样记载：使支承点位于晶片半径方向80～85％的位置，这样，对减少滑动是比较理想的。
专利文献1：特开2002-134593号公报
专利文献2：特开2002-170865号公报
非专利文献1：Takeda，R.et.al J.Electrochem.Soc.，Vol.144，NO.10，October(1997)pp.L280-L282
但是，即使是无取向平面的晶片，将这种硅片载置在快速加热装置的晶片夹上，用1000℃以上的炉内温度进行快速加热时，晶片会产生滑动现象，仍然要求进一步减少滑动。
发明内容
本发明是鉴于上述情况开发成的，其目的是提供一种晶片热处理夹具和热处理方法，使从销迹点进入的重排的自由深度比器件形成区间深，并且，使这种在晶片表面上没有滑动的无滑动区域扩大到最大。
本发明的硅片热处理方法是在热处理炉内对硅片进行热处理时的硅片热处理方法，通过位于该硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内的3个支承位置对硅片进行支承，由此而解决了上述课题。
本发明的硅片热处理方法是具有相互隔开间隔地从支承框向中心点突出的3个支承臂部，而且，还具有向各支承臂部的上侧突出的支承突起，将硅片载置在上述支承突起上、并在热处理炉内进行热处理时、利用硅片热处理用3点支承件的硅片热处理方法，上述支承突起全部位于硅片的同一圆周上时，上述支承突起全部位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，上述各支承臂部分别配置成相对于中心点构成120°的角度，由此而解决了上述课题。
本发明的硅片热处理夹具设有支承框、相互隔开间隔地从该支承框向中心点突出的3个支承臂部、和向各支承臂部的上侧突出的支承突起，上述各支承臂部分别配置成相对于中心点构成120°的角度，上述支承突起全部位于离开上述中心点的同一圆周上，而且，可设定成位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，由此而解决了上述课题。
本发明中，上述支承突起最好是可设定固定位置地固定在上述支承臂部上。
本发明的晶片可用上述晶片热处理方法进行热处理。
本发明的硅片热处理方法，硅片支承位置全部配置成分别相对于中心点构成120°的角度，而且，设定在硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，因此，因支承突起碰触而引起的从晶片里面开始的滑动位移的长度，可以只成长至对晶片表面的器件形成区间不产生影响的程度地设定得非常短。
这样，可减少器件形成区间的滑动位移的产生、可防止晶片的成品率降低。
这里，在使支承突起的位置位于比硅片半径的外侧方向85％更内侧的情况下，在器件厂家为了制作基板而使用的晶片内侧，形成了与数个支承突起接触的接触伤痕，使成品率下降，而且，在具有相互隔有间隔地从支承框向中心点突出的3个支承臂部的类型的情况下，臂变长，不能保持水平状态。另外，随着长时间的使用，支承臂部的变形增大，更保持不了水平状态。因此，面内载荷的平衡被破坏，因特定的支承突起而引起的滑动增大，所以不理想；在使支承突起的位置位于比硅片半径的外侧方向99.5％更靠外侧的情况下，在载置有晶片时，由于没有余量所以往往不能很好地载置。另外，在边缘部分进行了指示的情况下，由于滑动进入边缘使晶片容易产生裂纹，因此，不理想。
在相对于全部支承突起存在的、硅片的同一圆周上的支承突起的位置的中心角被设定在120°以外的情况下，由于晶片支承位置不是间隔120°，因此，各支承位置上的载荷平衡被破坏，特定的指示位置上的载荷增大，在该点上滑动位移长度变长，滑动位移往往穿通到表面。另外，在因面内的载荷平衡较差而使晶片支承间隔大于120°的情况下，晶片支承间隔较宽则晶片有可能倾斜或掉落，所以不理想。
本发明的硅片热处理夹具在以相互构成120°角度的方式隔开间隔地从支承框向中央点突出的3个第1、第2和第3支承臂部的上侧设有支承突起，各支承突起位于离开上述中心点的同一圆周上。并且，可设定在位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，因此，可使所有的硅片支承位置分别相对于中心点构成120°角度、且位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，所以，可将因支承突起碰触而引起的滑动位移的长度设定得非常短、成为对晶片表面的器件形成区域不产生影响的程度。
本发明中，以可设定固定位置的方式将上述支承突起固定在上述支承臂部上，这样，便可根据晶片的直径尺寸、厚度尺寸、硬度·应力特性、热特性等，设定晶片支承位置，可将因支承突起碰触而引起的滑动位移的长度设定得非常矩、成为对晶片表面的器件形成区域不产生影响的程度。
具体地说，可以是将支承突起嵌合在设于支承臂部的规定位置上的固定孔内进行固定的结构等。
附图说明
图1是表示本发明的硅片热处理夹具的一实施方式的俯视图。
图2是表示图1的支承臂部的放大侧视图。
图3是表示本发明的硅片热处理方法和热处理夹具的一实施方式的模式俯视图。
图4是热处理炉的剖面图。
图5是表示本发明实施方式的支承突起位置(销位置)与滑动全长的关系的曲线图。
图6是表示本发明实施例的支承位置70％处的晶片表面的状态的图像。
图7是表示本发明实施例的支承装置97％处的晶片表面的状态的图像。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的硅片热处理夹具和硅片热处理方法的一实施方式作说明。
图1是表示本实施方式的硅片热处理夹具的俯视图，图2是表示本实施方式的支承臂部的侧视图，图3是表示本实施方式的支承突起与硅片的位置关系的模式俯视图。
图中，标记1是硅片热处理夹具，标记10是支承框。
首先，本实施方式可适合直径为150～400mm、较理想的为200～300mm的没有取向平面的硅片。
本实施方式的硅片热处理夹具1如图1、图2所示，设有具有相互大致垂直的边的、俯视时呈コ字状的支承框10、和第1支承臂部31、该第1支承臂部设在与该支承框10的开口部分对置的边的中央，在支承框10上的除此之外的边上，设有第2、第3支承臂部32、33。
第1、第2、第3支承臂部31、32、33，均与支承框10一体形成，支承框10和支承臂部31、32、33用石英或SiC形成，或用聚硅包覆SiC的表面而形成。其中，由于石英具有耐热性、并不易成为污染源，所以是优选的。
支承臂部31、32、33位于包含支承框10的同一平面上，均以朝着支承框10的大致中心位置、即中心点C的方式、从支承框10向内侧突出，支承臂部31、32、33以相对于该中心点C相互成120°角的方式，隔有间隔地设置。即，第2、第3支承臂部32、33被设成其基端与支承框10的边构成120°(60°)角。
在支承臂部31、32、33的上侧分别设有支承突起41、42、43，各支承突起41、42、43位于离中心点C的同一圆周C1上。并且，可设定成位于硅片W的半径R的外侧方向85～99.5％的范围内。
这里，支承突起41、42、43的位置(销位置)在硅片W的半径R的外侧方向85～99.5％的范围如图3所示，是指把位于圆周C1上时的位置称作r/R×100(％)的位置，所述圆周C1是相对于硅片W的半径R来说、离开中心C的距离为半径r的圆周，为使该r/R×100的值在上述范围内，支承突起位于从r0～r1的范围。
具体地说，支承突起41、42、43如图2所示，通过分别与设在各支承臂部31、32、33的延伸方向上的数个固定孔51、52、53嵌合，便可设定固定位置。
在支承臂部31上，数个固定孔51、51之间的间隔k被设成相等的，支承臂部32上的固定孔52、52和支承臂部33上的固定孔53、53也同样构成。
支承突起41、42、43用石英或SiC形成，或用聚硅包覆SiC的表面而形成。其中，石英具有耐热性、且不容易成为污染源，因此，作为材质来说是比较理想的。
这些支承突起41、42、43设定成相对于中心点C来说位于同一圆周C1上，并且，如图3所示，在载置有硅片W时，设定成该圆周C1的半径r位于硅片W的半径R的85～99.5％的范围内。这时，硅片W被载置成使其中心与中心点C一致。
同时，固定孔51、52、53的各间隔k被设定为r/R的5％左右的值。另外，图中虽记载为在比85％更靠内侧也设有固定孔51，但是，在能适应于应对尺寸不同的硅片W等的情况下，也可不设。
这里，在使支承突起的位置位于比硅片半径的外侧方向85％更靠内侧的情况下，由于器件厂家为制作基板而在所使用的硅片内侧形成有与数个支承突起接触的伤痕。因此，成品率降低，而且，在具有相互隔有间隔地从支承框向中心点突出的3个支承臂部的类型的情况下，臂部变长而不能保持水平状态。另外，随着长时间的使用，支承臂部的变形增大，更不能保持水平状态。因此，面内载荷的平衡被破坏，特定的支承突起上的滑动增大，所以不理想。在使支承突起的位置位于比硅片半径的外侧方向99.5％更靠外侧的情况下，载置有硅片时，由于没有余量，因此，往往不能很好的载置。另外，在边缘部分进行了指示的情况下，滑动进入边缘，硅片易产生裂纹，因此不理想。
本实施方式的硅片热处理夹具1如图3所示，是以支承突起41、42、43分别位于相对于晶片中心点C来说的同一圆周C1上的方式，将晶片W载置在支承突起41、42、43上而使晶片W水平地支承在夹具1上之后，再将该支承臂部1搬送到图4所示的处理炉20内对晶片进行热处理。这样将硅片配置在3个硅片热处理夹具1上时，即使进行热处理也可减少发生在表面上的滑动位移。图4中的标记21表示加热灯、标记22表示高温计。
本实施方式中热处理炉是用单片式热处理炉，但是，也可用于能处理数片的立式热处理炉的テダ一ボ一ト等配置方法。
另外，支承臂部上的支承突起之间的间隔也可不是上述的r/R的5％的刻纹、而设成其他的值，而且，也可设定为非等间隔的值。
实施例
下面，对本发明的实施例作说明。
<实施例>
准备了直径φ200mm、厚度0.725mm的没有取向平面的[凹口(notch)型的]硅片。
另外，图1、图3所示的支承突起41、42、43均位于具有和上述晶片W的中心同样的中心C、且半径为r的同一圆周C1上，而且，相对于上述晶片W的半径R来说r/R的值，按每5％调整成位于65～90％的范围及97％。载置在这样配置的各硅片热处理夹具1的支承突起上，将晶片W支承为水平状态。将载有该晶片的硅片热处理夹具1装入图4所示的处理炉20内，按炉内温度1250℃、10秒的条件对晶片W进行了热处理。
<比较评价>
这样在用里侧支承的状态下进行RTA处理后，在表面侧进行了Secco腐蚀的硅片上，观察到在器件形成区域、即表面上产生的滑动位移。若位移未到达晶片表面，则用Secco腐蚀当然看不到位移坑。其结果中，r/R的值为70％的示于图6，为97％的示于图7。
这里，在支承突起位置(销位置)为70％的图6中，在图像上拉的线是相对于表示位移位置的点、对各自的滑动进行了拉伸的线，以使它们的间隔变得最长，将该直线的长度作为滑动长度进行了测定。
接着，按每个晶片求出了图6所示的滑动长度的累计长度(和)。其结果示于图5。该值是对同一支承突起位置(销位置)取数个晶片的结果的平均值。
<结果>
从图5所示的结果可知，支承突起位置(销位置)大于晶片半径的85％时，滑动全长约为7mm以下，实际上可将晶片的成品率提高到不影响器件形成特性的程度。
尤其是在95％以上、更理想的是在97％左右，如图7所示那样表面上没有滑动位移，可制造特性极好的晶片。
工业上的可利用性
根据本发明的硅片热处理方法和热处理夹具，硅片支承位置全部配置成各自相对于中心点构成120°的角度，且设定在硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，这样，因支承突起碰触而引起的滑动位移的长度可以只成长到不影响晶片表面的器件形成区间的程度设定得非常短，因此，可减少器件形成区域的滑动位移的发生，可取得能防止晶片成品率下降的效果。
Claims (5)
1.一种硅片热处理方法，是在热处理炉内对硅片进行热处理时的硅片热处理方法，其特征在于，
通过位于该硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内的3个支承位置对硅片进行支承。
2.一种硅片热处理方法，是具有相互隔开间隔地从支承框向中心点突出的3个支承臂部，而且，还具有向各支承臂部的上侧突出的支承突起，将硅片载置在上述支承突起上、并在热处理炉内进行热处理时、利用硅片热处理用3点支承件的硅片热处理方法，其特征在于，
上述支承突起全部位于硅片的同一圆周上时，上述支承突起全部位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内，上述各支承臂部分别配置成相对于中心点构成120°的角度。
3.一种硅片热处理夹具，其特征在于，
设有支承框，相互隔开间隔地从该支承框向中心点突出的3个支承臂部，和向各支承臂部的上侧突出的支承突起；
上述各支承臂部分别配置成相对于中心点构成120°的角度；
上述支承突起全部位于离开上述中心点的同一圆周上，而且，可设定成位于硅片半径的外侧方向85～99.5％的范围内。
4.根据权利要求2所述的硅片热处理夹具，其特征在于，上述支承突起固定在上述支承臂部上，可对固定位置进行设定。
5.一种晶片，其特征在于，用权利要求1或权利要求2记载的晶片热处理方法进行了热处理。
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