DE69736821T2

DE69736821T2 - Methode zur Prüfung sowie Methode und Apparat zur thermischen Behandlung einer Halbleiterscheibe

Info

Publication number: DE69736821T2
Application number: DE69736821T
Authority: DE
Inventors: c/o Itami Works Sumitomo Makoto Itami-shi Kiyama
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-13
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2017-03-14
Also published as: KR970067750A; US5985678A; US6235543B1; EP0798773B1; DE69736821D1; US6184498B1; US6127288A; EP0798773A2; JP3563224B2; KR100272393B1; TW419536B; EP0798773A3; JPH09321105A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Sachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bewerten eines Halbleiter-Wafers (nachfolgend als Wafer bezeichnet). Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Bewerten eines Halbleiter-Wafers, das einen Hinweis darüber liefern kann, ob die Erzeugung einer Gleitlinie wahrscheinlich ist oder nicht. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum thermischen Behandeln des Halbleiter-Wafers, bei dem die Erzeugung einer Gleitlinie, basierend auf Daten, die durch das Verfahren zum Bewerten erhalten sind, verhindert wird. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln des Halbleiter-Wafers, die dahingehend verbessert ist, die Erzeugung der Gleitlinie, basierend auf Daten, die durch das Verfahren zum Bewerten erhalten sind, zu verhindern.
Beschreibung des Stands der Technik
1 stellt Herstellungsschritte einer allgemeinen Halbleitervorrichtung dar. Das Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung umfasst die Schritte eines Präparierens eines Wafers, Bilden einer aktiven Schicht auf dem Wafer und Herstellen einer Vorrichtung. Um die aktive Schicht zu bilden, werden eine thermische Behandlung, die ein epitaxiales Wachstum (600–700°C) ist, oder ein Aktivierungsglühen (bis zu 800°C) nach einer Ionenimplantierung durchgeführt. Der Schritt eines Herstellens der Vorrichtung umfasst die Schritte einer Fotolithografie, Bilden von Elektroden und Ätzen.
Nun ist, bei der vorstehend angegebenen, thermischen Behandlung, erkannt worden, dass der Wafer einer plastischen Deformation unterworfen wird, und, als eine Folge einer plastischen Deformation, werden Gleitlinien auf der Oberfläche des Wafers erzeugt. Eine Gleitlinie (slip line) wird als eine Stufe angesehen, wie dies in 2 dargestellt ist. Eine solche Gleitlinie verringert den Produktionsertrag der Vorrichtungen, was ein wesentliches Problem darstellt.
Bis heute ist nie ein Hinweis vorhanden gewesen, ob die Erzeugung einer Gleitlinie (nachfolgend einfach bezeichnet als ein Gleiten) in einem Wafer wahrscheinlich ist oder nicht. Ob ein Gleiten erzeugt wird oder nicht, das bedeutet ein Widerstand in Bezug auf ein Gleiten eines Wafers, wird qualitativ durch tatsächliches Durchführen eines epitaxialen Wachstums, eines Aktivierungsglühens, usw., in einem individuellen, thermischen Behandlungsofen bestimmt. Der Gleitwiderstand könnte qualitativ für jeden thermischen Behandlungsofen gefunden werden. Allerdings unterscheiden sich Bedingungen einer thermischen Behandlung von einem Ofen zu einem anderen. Dementsprechend ist häufig festgestellt worden, dass Gleitvorgänge bzw. Fehler in einem bestimmten, thermischen Behandlungsofen hervorgerufen werden, allerdings nicht in einem anderen hervorgerufen werden.
Mit anderen Worten ist es unmöglich gewesen, einen Gleitwiderstand von Wafern übereinstimmend und quantitativ zu bestimmen, und der Gleitwiderstand kann nicht bekannt werden, bis er tatsächlich thermisch behandelt ist.
In Bezug auf eine Restspannung eines Wafers ist diese (die Dehnung multipliziert mit einer geeigneten, elastischen Konstanten ist die Spannung) durch ein foto-elastisches Verfahren bewertet worden. Allerdings konnte durch dieses Verfahren nur ein absoluter Wert der Größe der Restdehnung gefunden werden, und die Richtung der Restdehnung (das bedeutet die Richtung der Restspannung) konnte nicht bestimmt werden.
Wie bereits beschrieben ist, wird ein Gleiten als eine makroskopische Stufe, erzeugt durch die Art eines Gleitens, wobei dieses Gleiten durch die Erzeugung einer Versetzung und einer Multiplikation in dem Wafer, wenn die Spannung während der thermischen Behandlung die Streckspannung des Wafers übersteigt, angesehen. Dies kann der Fall bei einem Wafer ohne eine Versetzung sein, wie beispielsweise bei einem Silizium-(Si)-Wafer. Das Konzept ist grundsätzlich dasselbe in einem Wafer, der Versetzungen besitzt, wie beispielsweise Galliumarsenid (GaAs). Allerdings ist es nicht bekannt, ob die Versetzung, die ein Gleiten zum ersten Mal verursacht, neu durch die Spannung oder durch bereits existierendes Versetzungsgleiten erzeugt wird.
Die Spannung während einer thermischen Behandlung umfasst eine thermische Spannung, verursacht durch eine Temperatur-Differenz in der Ebene des Wafers, und Gesamtgewichtspannung, verursacht durch das Gewicht des Wafers selbst. Genauer gesagt kann ein Gleiten dann erzeugt werden, wenn eine zusammengesetzte Spannung einer thermischen Spannung und einer Gesamtgewichtspannung die Streckspannung des Wafers übersteigt. Deshalb kann diese Streckspannung als ein Index, der einen Gleitwiderstand darstellt, verwendet werden. Nachfolgend wird dies als kritische Spannung für eine Gleitdefekt-Erzeugung bezeichnet.
Die kritische Spannung für eine Gleitdefekt-Erzeugung kann durch Ändern der Spannung, aufgebracht auf den Wafer während des Verfahrens, Vergleichen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins von tatsächlichem Gleiten, und um die kritische Spannung zu finden, die dann aufgebracht wird, wenn das Gleiten erzeugt wird, gefunden werden. Allerdings ist es in einer tatsächlichen thermischen Behandlungsvorrichtung unmöglich gewesen, die Spannung, aufgebracht auf den Wafer, zu kontrollieren und zu ändern, und die Berechnung der aufgebrachten Spannung selbst ist schwierig gewesen.
Das Erzeugung von Gleiten kann wesentlich dann verringert werden, wenn die Temperatur während einer thermischen Behandlung des Wafers langsam erhöht/verringert wird. Der Grund hierfür ist derjenige, dass sich eine thermische Spannung wesentlich während einer Erhöhung/Verringerung der Temperatur (Temperatur-Differenz in einem Wafer erhöht sich) erhöht, und die Temperatur-Differenz in einem Wafer wird kleiner, wenn die Temperatur langsam erhöht/erniedrigt wird. Allerdings sollte, um den Durchsatz der Wafer zu erhöhen, die Geschwindigkeit einer Erhöhung/Verringerung der Temperatur so schnell wie möglich sein, wobei gleichzeitig die Erzeugung von Gleiten verhindert wird.
Eine weitere Vorrichtung und ein weiteres Verfahren sind in der US 5,436,172 und der US 5,156,461 offenbart worden.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bewerten eines Halbleiter-Wafers zu schaffen, das einen Hinweis darüber liefern kann, ob die Erzeugung eines Gleitens wahrscheinlich ist oder nicht.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren einer thermischen Behandlung eines Halbleiter-Wafers zu schaffen, das verbessert ist, um die Erzeugung eines Gleitens zu verhindern, und zwar basierend auf den Daten, die durch das Verfahren eines Bewertens erhalten sind.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln eines Halbleiter-Wafers, das verbessert ist, um ein Erzeugen eines Gleitens zu verhindern, zu schaffen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Bewerten eines Halbleiter-Wafers zu schaffen, das die Größe und die Richtung einer Restspannung eines Wafers bestimmen kann.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren eines thermischen Behandelns eines Halbleiter-Wafers zu schaffen, bei dem die Größe und die Richtung einer Restspannung eines Wafers bestimmt werden, und, basierend auf den Daten, der Wafer behandelt wird, während die Erzeugung eines Gleitens verhindert wird.
In dem Verfahren eines Bewertens des Halbleiter-Wafers gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wie es in Anspruch 1 beansprucht ist, wird eine Temperatur-Verteilung in einer Ebene eines Halbleiter-Wafers bei einer vorgeschriebenen Temperatur geändert, und der Zustand der Temperatur-Verteilung, der eine Gleitlinie verursacht, wird erfasst, wodurch ein Bereich einer tolerierbaren, thermischen Spannung in dem eine Gleitlinie nicht erzeugt wird, spezifiziert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, durch Ändern der vorgeschriebenen Temperatur verschiedenartig und durch Auffinden von Bereichen einer tolerierbaren, thermischen Spannung für jeweilige Temperaturen, die kritische Spannung für eine Gleit-Defekt-Erzeugung, die eine Funktion der Temperatur ist, bei der das Gleiten nicht hervorgerufen wird, gefunden.
In dem Verfahren eines thermischen Behandelns eines Halbleiter-Wafers gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Bereich einer tolerierbaren, thermischen Spannung, wo keine Gleitlinie in dem Halbleiter-Wafer erzeugt wird, spezifiziert, und die Geschwindigkeit eines Erhöhens/Erniedrigens der Temperatur des Halbleiter-Wafers, der behandelt werden soll, wird innerhalb des Bereichs einer tolerierbaren, thermischen Spannung kontrolliert.
Die Vorrichtung zum thermischen Behandeln eines Halbleiter-Wafers, wie sie in Anspruch 8 beansprucht ist, umfasst einen Suszeptor zum Tragen des Halbleiter-Wafers, Erwärmungseinrichtungen zum Schaffen einer Temperatur-Verteilung an dem Halbleiter-Wafer, Einrichtungen zum Messen der Temperatur-Verteilung des Halbleiter-Wafers und Einrichtungen zum Steuern der Temperatur-Verteilung.
In dem Verfahren eines Bewertens eines Halbleiter-Wafers gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zuerst ein Halbleiter-Wafer, der bewertet werden soll, präpariert. Eine bestimmte Temperatur-Verteilung wird für den Halbleiter-Wafer vor gesehen. Es wird überwacht, ob eine Gleitlinie in dem Halbleiter-Wafer erzeugt wird oder nicht. Durch Kenntnis des Zustands der Temperatur-Verteilung und durch die Kenntnis des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Gleitlinie wird bestimmt, ob eine Restspannung in der tangentialen Zugrichtung oder eine Restspannung in der tangentialen Kompressionsrichtung an dem Randbereich des Halbleiter-Wafers vorhanden ist.
Gemäß dem Verfahren eines thermischen Behandelns eines Halbleiter-Wafers entsprechend einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Richtung der Restspannung, die in dem Halbleiter-Wafer verbleibt, bestimmt, und der Halbleiter-Wafer wird thermisch unter Auswählen einer Temperatur für den Randbereich des Halbleiter-Wafers und einer Temperatur für den zentralen Bereich des Halbleiter-Wafers behandelt, so dass eine Spannung in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Restspannung aufgebracht wird.
Das Verfahren eines thermischen Behandelns eines Halbleiter-Wafers gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren eines thermischen Behandelns des Halbleiter-Wafers, so dass eine Spannung in der tangentialen Zugrichtung an dem Randbereich des Halbleiter-Wafers erzeugt wird, und als Halbleiter-Wafer wird ein solcher verwendet, der eine tangentiale Druckspannung an dem Randbereich belassen besitzt.
Das Verfahren eines thermischen Behandelns eines Halbleiter-Wafers gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln des Halbleiter-Wafers, um eine Spannung in einer tangentialen Druckrichtung an dem Randbereich eines Halbleiter-Wafers zu schaffen, und als Halbleiter-Wafer wird ein solcher verwendet, der eine tangentiale Zugspannung an dem Randbereich belassen besitzt.
Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung ersichtlicher werden, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHUNGEN
1 stellt die Schritte eines Herstellens einer Halbleiter-Vorrichtung dar.
2 stellt Schritte dar, die sich auf die Erzeugung von Gleiten bezieht.
3 stellt einen Ofen zum Bewerten von Gleiten dar.
4 zeigt eine grafische Darstellung, die eine Temperatur eines Wafers auf gleicher Oberflächenebene darstellt.
5 umfasst schematische Darstellungen, die Muster einer Gleit-Erzeugung zeigen.
6 zeigt eine grafische Darstellung, die die Temperatur-Abhängigkeit einer Gleit-Erzeugung darstellt.
7(a)–7(c) stellen Analysen einer thermischen Spannung dar.
8 stellt eine Beziehung zwischen einer maximalen, thermischen Spannung (σθ(R)) und der Temperatur (T(R)) dar.
9 stellt ein Konzept einer thermischen Behandlungsvorrichtung dar, die eine thermische Behandlung ohne eine Gleit-Erzeugung realisiert.
10 stellt eine Temperatur-Verteilung in gleicher Ebene eines Wafers dar.
11 stellt eine Restspannung vor einer thermischen Behandlung und Gleit-Erzeugungs-Muster dar, insbesondere wird in den Figuren in der linken Spalte der Grad der Restspannung mit der Hilfe von Licht und Schatten beschrieben.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Halbleiter-Wafer wird auf eine horizontale Platte gelegt, um so dessen Eigengewicht-Spannung zu minimieren, und um eine Situation zu realisieren, in der nur die thermische Spannung berücksichtigt werden muss. Durch die Verwendung einer Vielzahl von konzentrischen Zonen-Heizeinrichtungen wird die Temperatur-Verteilung des Wafers kontrolliert und geändert. Eine thermische Spannung wird durch die Temperatur-Verteilung bestimmt. Deshalb ist es möglich, eine thermische Spannung zu kontrollieren oder zu ändern. Eine Temperatur-Verteilung des Wafers selbst wurde durch ein Strahlungsthermometer gemessen. Es ist möglich, die thermische Spannung für eine Temperatur-Verteilung zu finden.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.
Erste Ausführungsform (die keinen Teil der Erfindung bildet)
Ein Ofen, dargestellt in 3 (Vakuum-Atmosphäre), wurde verwendet und ein GaAs-Wafer 1, der einen Durchmesser von 4 Inch (hergestellt von LEC, nicht dotiert) besaß, wurde bewertet. Die Ebenen-Orientierung des Wafers 1 war (001). Als eine Heizeinrichtung 2 wurde eine Drei-Zonen-Heizeinrichtung, umfassend eine innere Heizeinrichtung 3, eine mittlere Heizeinrichtung 4 und eine äußere Heizeinrichtung 5, angeordnet konzentrisch, hergestellt aus SiC, verwendet. Für die horizontale Platte wurde ein Material, das eine niedrige, thermische Leitfähigkeit besaß (ungefähr dieselbe wie GaAs oder niedriger), wie beispielsweise Quarz, Aluminiumoxid, Siliziumnitrit, SiC, Zirkondioxid, oder dergleichen, verwendet, wenn eine breitere Temperatur-Verteilung erwünscht war, und ein Material, das eine hohe thermische Leitfähigkeit besaß, wie beispielsweise Graphit (mit SiC beschichtet), AIN, oder dergleichen, wurde verwendet, wenn eine gleichförmige Temperatur-Verteilung erwünscht war. Ein Fenster 6 zum Messen der Wafer-Temperatur wurde aus Quarz hergestellt.
Der Durchmesser des Quarzfensters 6 beträgt 100 mm und die Messung der Temperatur ist über die gesamte Oberfläche des Wafers 1, der den Durchmesser von 4 Inch besaß, möglich. Durch Steuern und Ändern der Leistung der inneren, der mittleren und der äußeren Heizeinrichtungen 3, 4 und 5 können verschiedene Temperatur-Verteilungen realisiert werden.
Ein Strahlungs-Thermometer 7 für GaAs wurde auf einen Tisch 9 (XY-Tisch) gesetzt, das Strahlungs-Thermometer 7 wurde horizontal bewegt und die Korrespondenz zwischen der gemessenen Temperatur-Verteilung und der Erzeugung eines Gleitens wurde studiert. Ein GaAs-Dummy-Wafer, bei dem ein Thermoelement eingelassen war, wurde verwendet, um die Temperatur, gemessen durch das Strahlungs-Thermometer, zu korrigieren.
4 stellt die Temperatur-Verteilung auf gleicher Ebene des Wafers dar, und 5 stellt entsprechende Gleit-Erzeugungs-Muster dar. Wie 4 zeigt, kann die Temperatur-Verteilung auf gleicher Ebene des Wafers durch Ausdrucken gemessener Temperaturen in Bezug auf den Abstand von der Mitte des Wafers erhalten werden. Die Temperatur-Verteilung passt gut eine parabolische Kurve an. Die Temperatur reichte von 600 bis 700°C, was der Temperatur während eines epitaxialen Wachstums entspricht (die Zeit eines Haltens betrug 30 Minuten).
4 stellt typische sechs unterschiedliche Temperatur-Verteilungen dar. Genauer gesagt drei Verteilungen, wo sich ein zentraler Bereich des Wafers auf einer hohen Temperatur befindet und sich der Randbereich auf einer niedrigen Temperatur befindet (nachfolgend bezeichnet als konvexe Temperatur-Verteilungen) (eine Kurve 4 stellt einen Fall dar, bei dem die Temperatur-Differenz auf gleicher Ebene groß ist, eine Kurve 6 stellt ei nen Fall dar, bei dem eine Temperatur-Differenz auf gleicher Ebene mittelmäßig ist, und eine Kurve 5 stellt einen Fall dar, bei dem eine Temperatur-Differenz auf gleicher Ebene klein ist), zwei Verteilungen, bei denen sich der zentrale Bereich auf einer niedrigen Temperatur befindet und sich ein Randbereich auf einer hohen Temperatur befindet (nachfolgend bezeichnet als konkave Temperatur-Verteilungen) (Kurve 1 stellt einen Fall dar, bei dem die Temperatur-Differenz auf gleicher Ebene groß ist, und eine Kurve 2 stellt einen Fall dar, bei dem eine Temperatur-Differenz auf gleicher Ebene klein ist), und eine gleichförmige Temperatur-Verteilung (dargestellt durch eine Kurve 3). Gleit-Erzeugungs-Muster, wenn Wafer mit diesen sechs unterschiedlichen Temperatur-Verteilungen behandelt werden, sind so, wie dies in 5 dargestellt ist.
5 umfasst Darstellungen eines Gleitens, beobachtet unter Verwendung eines Nomarski Mikroskops mit 50-facher Vergrößerung (×50), präzise geführt. Anhand dieser Darstellungen kann gesehen werden, dass, mit einer konvexen Temperatur-Verteilung und einer großen Temperatur-Differenz auf gleicher Ebene, dargestellt durch Kurve 4, ein wesentliches Gleiten (lang und groß in der Zahl) erzeugt wurde. Wenn die Temperatur-Differenz klein ist, wie dies durch Kurve 5 dargestellt ist, wurde die Erzeugung eines Gleitens nicht beobachtet. Wenn die Temperatur-Differenz mittelmäßig war (wie dies durch Kurve 6 dargestellt ist), wurde ein Gleiten nur mäßig erzeugt. In Bezug auf die konkave Temperatur-Verteilung wurde ein beträchtliches Gleiten dann erzeugt, wenn die Temperatur-Differenz groß war, wie dies durch Kurve 1 dargestellt ist, während die Erzeugung von Gleiten weniger deutlich dann ist, wenn die Temperatur-Verteilung klein war. Die Erzeugung von Gleiten wurde nicht beobachtet, wenn die Temperatur-Verteilung gleichförmig war, wie dies durch Kurve 3 dargestellt ist.
Die Temperatur-Verteilungen, die in 4 dargestellt sind, sind Verteilungen stationär bei der höchsten Behandlungs-Temperatur. Eine Erhöhung/Erniedrigung der Temperatur wurde ausreichend langsam durchgeführt, so dass keine Temperatur-Differenz unter den Bedingungen, dargestellt in 4, vorhanden ist.
Die Temperatur-Abhängigkeit einer Gleit-Erzeugung wird nachfolgend beschrieben. 6 trägt die angewandte Temperatur-Differenz T(O)–T(R) in Bezug auf T(R) auf. In dem Ausdruck stellt T(O) die Temperatur an der Mitte des Wafers dar, während T(R) die Temperatur an einer Kante des Wafers angibt. T(R) wurde von 400°C bis 750°C geändert. In den Figuren stellen Punkte mit offenen Kreisen experimentelle Punkte dar, wo keine Gleit- Erzeugung beobachtet wurde, während Punkte mit ausgefüllten Kreisen experimentelle Punkte darstellen, wo ein Gleiten erzeugt wurde. Wenn T(R) bei einer bestimmten Temperatur festgelegt ist, ist eine Breite von T(O)–T(R), wo keine Gleit-Erzeugung bei dieser Temperatur hervorgerufen wird, der Bereich einer tolerierbaren, thermischen Spannung, die keine Gleitlinie erzeugt.
Unter Verwendung der vorstehenden Daten wird das Verfahren zum Auffinden der kritischen Spannung für eine Gleit-Defekt-Erzeugung nachfolgend beschrieben.
Wie bereits beschrieben ist, sind die Temperatur-Verteilungen, dargestellt in 4, solche in dem stabilen Zustand bei der höchsten Behandlungs-Temperatur. Die Temperatur wurde ausreichend langsam erhöht und ausreichend langsam erniedrigt, so dass dabei keine andere Temperatur-Differenz als die Bedingungen, die in 4 dargestellt sind, vorhanden war. Deshalb war die höchste, thermische Beanspruchung, die auf den Wafer aufgebracht wurde, die thermische Spannung, die durch die Temperatur-Verteilungen aufgebracht wurde. Es wird davon ausgegangen, dass das Gleiten dann erzeugt wird, wenn die maximale, thermische Spannung die Streckspannung des Wafers übersteigt, und Gleit-Vorgänge werden nicht erzeugt, wenn die maximale, thermische Spannung nicht höher als die Streckspannung ist. Unter Verwendung der gemessenen Daten, die in 6 dargestellt sind, wurde die kritische Spannung für eine Gleit-Defekt-Erzeugung bei dem Zustand vorgefunden, dass „ein Gleiten dann erzeugt wird, wenn thermische Spannung > Streckspannung".
Das Verfahren, zum Herausfinden der kritischen Spannung für eine Gleit-Defekt-Erzeugung wird beschrieben.
Ein Gleiten wird beginnend von dem Randbereich des Wafers erzeugt, wie dies anhand der Gleit-Muster der 5 gesehen werden kann, da eine thermische Spannung maximal an dem Rand des Wafers ist. Die thermische Spannung bedeutet hier eine thermische Spannung σθ(R) einer tangentialen Richtung an einem Waferrand, die die Ursache einer Gleit-Erzeugung ist, und die durch die folgende Gleichung dargestellt werden kann, unter der Annahme, dass die Temperatur-Verteilung eine parabolische Kurve ist. Es wird hier eine r-θ Kreiskoordinate betrachtet, wobei die Wafermitte O ist und der Waferrand R ist. σθ(R) = α(T(O)–T(R))/2 (1)

σθ(R):: thermische Spannung in der tangentialen Richtung an einem Waferrand
α:: thermischer Expansionskoeffizient
E:: Young'sches Modul

Die Temperatur-Verteilungen, die in 4 dargestellt sind, wurden an parabolische Kurven angepasst und σθ(R) wurde unter Verwendung des Ausdrucks (1) vorstehend abgeleitet.
Der Ausdruck (1) wird nachfolgend beschrieben. Es wird die thermische Spannung betrachtet, wenn eine parabolische, konvexe Temperatur-Verteilung (T(O)–T(R) > 0), wie sie in 7(b) dargestellt ist, angewandt wird. Dasjenige, das berücksichtigt werden muss, ist die thermische Spannung σr in der Richtung r und die thermische Spannung σθ in der Richtung θ, in der r-θ Kreiskoordinate. Hierbei werden σr und σθ als die prinzipiellen Spannungen bezeichnet.
Die prinzipiellen Spannungen σr und σθ sind so, wie dies in 7(c) dargestellt ist. σr ist nämlich die Kompressionsspannung in dem gesamten Bereich in der Waferebene (wenn das Vorzeichen der Spannung + ist, stellt dies die Zugspannung dar, während das Vorzeichen – die Kompressions- bzw. Druckspannung darstellt). Der absolute Wert von σr ist an der Wafermitte r = 0 maximal, und ist 0 an dem Waferrand r = R. Es kann anhand des Vorzeichens von σθ gesehen werden, dass dort eine Kompressionsspannung an der Mitte des Wafers vorhanden ist, sich die Spannung von der Kompressionsspannung zu der Zugspannung nahe dem mittleren Bereich ändert, und die maximale Zugspannung an dem Waferrand r = R erhalten wird.
7(a) stellt Bilder einer Größe und Richtung von σr und σθ dar. Der maximale Wert der thermischen Spannung an der gesamten Oberfläche des Wafers ist die thermische Zugspannung σθ(R) in der Richtung von θ an dem Waferrand, und aufgrund dieser Spannung werden Gleit-Vorgänge von dem Waferrand aus erzeugt. Wenn die Temperatur-Verteilung die konkave Temperatur-Verteilung entgegengesetzt zu 7(b) (T(O)–T(R) < 0) ist, werden Richtungen von σr und σθ umgekehrt, der maximale Wert der thermischen Spannung an der gesamten Oberfläche des Wafers ist die thermische Kompressionsspannung von σθ(R), die ein Gleiten erzeugt.
Das Verfahren zum Bestimmen der kritischen Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts wird nachfolgend beschrieben. Die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts wird als eine Funktion der Temperatur angesehen. Deshalb wurde, wie in 8 dargestellt ist, die maximale, thermische Spannung σθ(R) gegenüber der Temperatur T(R) an dem Waferrand ausgedruckt, wo ein Gleiten erzeugt wird. Wenn der Wert σθ(R) das Vorzeichen + besitzt, stellt dies eine Zugspannung dar (entsprechend zu einer konvexen Temperatur-Verteilung), und wenn σθ(R) das Vorzeichen – besitzt, stellt dies eine Kompressions- bzw. Druckspannung dar (entsprechend zu der konkaven Temperatur-Verteilung). Offene Kreise stellen Temperatur-Verteilungs-Zustände dar, wo kein Gleiten erzeugt wird, während ausgefüllte Kreise Zustände einer Temperatur-Verteilung darstellen, wo ein Gleiten erzeugt wird.
Eine Grenze zwischen offenen und ausgefüllten Kreisen entspricht der kritischen Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts, die gut an 0,046 exp (0,38eV/kT) [MPa] angepasst ist, wie dies durch die punktierte Linie in 8 dargestellt ist, wobei k eine Boltzmann-Konstante und T die absolute Temperatur darstellen. Zum Beispiel beträgt bei der Temperatur von 450°C die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts ungefähr 20 MPa. Es wurde herausgefunden, dass, je höher die Temperatur ist, desto kleiner die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts ist, die ungefähr 7 MPa bei der Temperatur von 600°C und ungefähr 3 MPA bei der Temperatur von 800°C war. Je höher nämlich die Temperatur ist, desto wahrscheinlicher ist die Gleit-Erzeugung.
In Bezug auf die Werte des thermischen Expansionskoeffizienten α und des Young'schen Moduls E, notwendig, um σθ(R) zu erhalten, wurden die folgenden Werte verwendet, wobei die Temperatur-Abhängigkeit berücksichtigt wurde.
Der Wert α wurde entsprechend der folgenden Gleichung bestimmt, die in A.S. Jordan, Journal of Crystal Growth 49 (1980) 631 offenbart ist. α[K–1] = 4,68E-6 + 3,82E-9T
In der vorstehenden Gleichung stellt T die absolute Temperatur dar. Für den Wert E wurde ein Wert in der <210> oder <120> Richtung, wo die Erzeugung eines Gleitens wahrscheinlich ist, verwendet, wobei die Anisotropie des Kristalls berücksichtigt wurde. Diese Richtungen sind als θm = π/8(1 + 2n)[rad] (n: ganze Zahl) dargestellt, wobei die Richtung [100] θ = 0 entspricht. Wie anhand der 5 gesehen werden kann, wurde tatsächlich ein Gleiten mit einer Priorität in einer solchen Richtung erzeugt. Der Grund hierfür ist, obwohl es nicht im Detail beschrieben ist, wie folgt. Das Gleit-System für ein GaAs-Kristall ist <110>/{111}(das Kristall gleitet in der Richtung von <110> in der {111} Ebene), und die aufgelöste Scherspannung in Bezug auf ein solches Gleit-System mit der maximal aufgebrachten, thermischen Spannung σθ(R) für einen (001) Wafer (Spannung in der Gleit-Richtung, die auf die Gleit-Fläche einwirkt) führt zu dem Maximum, wenn θ = θm gilt.
Der Wert E in der Richtung <210> oder <120> wurde entsprechend der folgenden Gleichung berechnet. 1/E = S11 – 2(S11 – S12 – 1/2S44)(sinπ/8·cosπ/8)2 (2)wobei S₁₁, S₁₂ und S₄₄ elastische Kompleanzen darstellen. S11 = C11 + C12)/(C11 – C12/(C11 + 2C12) S12 = C11 – C12/(C11 – C12)/(C11 + 2C12) S44 = 1/C44 (3)
Elastische Kompleanzen sind zu elastischen Steifigkeiten C₁₁, C₁₂ und C₄₄ in Bezug gesetzt. Werte von C₁₁, C₁₂ und C₄₄, definiert durch die folgenden Gleichungen, offenbart in dem vorstehend angegebenen Artikel, wurden verwendet. C11[Pa] = 12,16E10 – 1,39E7T C12[Pa] = 5,43E10 – 5,76E6T C44[Pa] = 6,18E10 – 7,01E6T (4)
Genauer gesagt wurde das Young'sche Modul E, berechnet entsprechend zu den Gleichungen (2) bis (4) vorstehend, verwendet.
In dem Verfahren, das vorstehend beschrieben ist, wird das Vorhandenseins/Nichtvorhandensein eines Gleitens durch ein Mikroskop unter Verwendung eines Wafers für eine Temperatur-Verteilung beobachtet. Um die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts zu finden, ist es notwendig, mehrere Wafer zu präparieren, die ähnliche Charakteristika haben (benachbarte Wafer), und die Wafer mit verschiedenen, unterschiedlichen Temperatur-Verteilungen zu testen.
Durch Entwickeln dieses Verfahrens, unter Verwendung einer Laser-Reflektion und der Beobachtung der Erzeugung eines Gleitens an der Stelle (nachfolgend bezeichnet als eine Stellen-Beobachtung), ist es möglich, die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts unter Verwendung nur eines Wafers zu finden. Spezifische Verfahren werden nachfolgend beschrieben.
Die Wafer-Temperatur wird unter einem solchen Zustand erhöht, dass die Temperatur in gleicher Ebene des Wafers gleichförmig ist. Ein Randbereich des Wafers wird mit Laser bestrahlt, und reflektiertes Licht wird durch einen Fotodetektor erfasst. Danach wird die Temperatur-Verteilung des Wafers langsam erhöht. Wenn die maximale, thermische Spannung σθ(R), abgeleitet von der Temperatur-Verteilung, die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts übersteigt, wird ein Gleiten erzeugt, und zu diesem Zeitpunkt ändert sich der Verwerfungszustand des Wafers und demzufolge ändert sich die Richtung des reflektierten Laserlichts. Wenn die Richtung des Lasers und des Fotodetektors so eingestellt sind, dass die Intensität des reflektierten Laserlichts ein Maximum vor der Erzeugung eines Gleitens erhält, verringert sich die erfasste Intensität des Lasers unmittelbar bei der Gleit-Erzeugung. Deshalb kann der Augenblick einer Gleit-Erzeugung erfasst werden. Der Wert σθ(R), berechnet von der Temperatur-Verteilung zu diesem Zeitpunkt, ist die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts.
Zweite Ausführungsform
Eine Vorrichtung zum thermischen Behandeln, wie sie in 9 dargestellt ist, zum Realisieren der thermischen Behandlung ohne die Erzeugung eines Gleitens basierend auf den Daten der 8, wurde hergestellt. Die Vorrichtung zum thermischen Behandeln umfasst einen thermischen Behandlungsofen 20, der einen Suszeptor 30 besitzt. Die Vorrichtung, die in 9 dargestellt ist, unterscheidet sich von der Vorrichtung der 3 in den folgenden Punkten. Ein Licht-Sammelbereich (äußerer Licht-Sammelbereich 11, ein mittlerer Licht-Sammelbereich 12, und ein innerer Licht-Sammelbereich 13), der ein Teil des Stahlungs-Thermometers vom Faser-Typ ist, wird in eine Kammer 20 eingeführt, um die Temperatur-Verteilung des Wafers 21 zu messen, und eine Temperatur-Verteilung in gleicher Ebene des Wafers wird bei jeweiligen Temperaturen so eingeregelt, dass die maximale, thermische Spannung in einer Ebene, berechnet aus den Daten der Temperatur-Verteilung, nicht die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts, dargestellt in 8, übersteigt. Genauer gesagt sind oberhalb des Wafers 21 an Positionen entsprechend zu drei Zonen-Heizeinrichtungen (äußere Heizeinrichtung 14, mittlere Heizeinrichtung 15 und innere Heizeinrichtung 16) Licht-Sammelbereiche 11, 12 und 13 eines Strahlungs-Thermometers vom Faser-Typ vorgesehen. Temperaturen, die an jeweiligen Positionen gemessen sind, wurden in einen Computer eingegeben und die Temperatur-Verteilung des Wafers und die maximale, thermische Spannung σθ(R) in der Ebene des Wafers wurden berechnet. Temperaturen jeweiliger Heizeinrichtungen wurden durch Steuereinheiten 14a, 15a und 16a durch einen Computer so eingestellt, dass σθ(R) nicht die kritische Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts der 8 überstieg, das be deutet 0,046exp(0,38eV/kT)MPa. Zum Beispiel wird, wenn der Wafer gekühlt wird, der äußere Randbereich des Wafers auf einer niedrigeren Temperatur sein. Deshalb wird die äußere Heizeinrichtung 14 so gesteuert, dass sie eine höhere Leistung als die innere Heizeinrichtung 16 besitzt, so dass die Temperatur-Verteilung in einer Ebene gleichförmig gemacht wird. Ein GaAs-Wafer 21, der den Durchmesser von 4 Inch besaß (hergestellt von LEC, nicht dotiert), wurde in dem thermischen Behandlungsofen 20 behandelt und die Erzeugung eines Gleitens wurde nicht beobachtet.
Die Daten, die in 8 dargestellt sind, stellen die Charakteristik dar, die für ein nicht dotiertes GaAs-Kristall spezifisch ist, die nicht von der Struktur des thermischen Behandlungsofens, das Verfahren einer Steuerung, oder dergleichen, abhängig ist. Unabhängig davon, welche thermische Behandlung durchgeführt wird, kann die Erzeugung eines Gleitens in einem nicht dotierten GaAs-Wafer verhindert werden, wenn das Verfahren eines Messens der Temperatur-Verteilung und das Verfahren einer Steuerung, beschrieben in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, angewandt werden. Obwohl sich die zweite Ausführungsform auf einen GaAs-Wafer 21 bezieht, der einen Durchmesser von 4 Inch besitzt, hängen die Daten der 8 nicht von der Größe des Wafers ab. Die Daten stellen Charakteristika dar, die für ein GaAs-Kristall spezifisch sind. Deshalb wird, wenn die Temperatur-Verteilung basierend auf den Daten der 8 gesteuert wird, die Erzeugung eines Gleitens verhindert und eine thermische Behandlung mit einem hohen Durchsatz ist für Wafer der Größe, eine andere als der Durchmesser von 4 Inch, möglich. Weiterhin ist es, wenn die Temperatur-Abhängigkeit einer kritischen Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts in der ähnlichen Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform gemessen wird, und die Temperatur-Verteilung in der ähnlichen Art und Weise wie die zweite Ausführungsform gemessen und gesteuert wird, möglich, thermisch einen GaAs-Wafer, dotiert mit einer Störstelle, wie beispielsweise Si oder Zn, ebenso wie Wafer aus anderen Materialien (Si, InP, oder dergleichen), mit einem hohen Durchsatz ohne die Erzeugung eines Gleitens zu behandeln.
Dritte Ausführungsform
Ein Wafer mit einer niedrigen Restspannung und ein Wafer mit einer hohen Restspannung von GaAs-Wafern, die einen Durchmesser von 4 Inch besaßen (hergestellt durch ein LEC-Verfahren, nicht dotiert), wurden thermisch mit konvexen und konkaven Temperatur-Verteilungen behandelt, wie dies in 10 dargestellt ist. Mit einer konvexen Temperatur-Verteilung wurde die thermische Zugspannung von σθ(R) = 6,1 MPa bei T(R) = 594°C erzeugt. Mit einer konkaven Temperatur-Verteilung wurde die thermische Kompressions-Spannung von σθ(R) = –4,6MPa bei T(R) = 629°C erzeugt. Die Restspannung wurde durch ein fotoelastisches Verfahren gemessen. In dem Wafer mit einer hohen Restspannung hatte der Durchschnittswert in gleicher Ebene der Restspannung |Sr–Sθ| den Wert 1,2E-5, und der Wert der Restspannung an dem Waferrand, die zu einer Erzeugung eines Gleitens in Bezug gesetzt war, war mindestens 2E-5. Hierbei stellt Sr die Spannung in der Richtung r in der r-θ-Koordinate dar, während Sθ die Spannung in der Richtung θ darstellt. Entsprechend dem fotoelastischen Verfahren konnte die Restspannung nur in Termen des absoluten Werts von Sr–Sθ gefunden werden, und die Richtung der Spannung war nicht bekannt. In dem Wafer mit einer niedrigen Restspannung hatte der Durchschnittswert in einer Ebene von |Sr–Sθ| den Wert 0,4E-5, und die Restspannung an dem Waferrand war höchstens 1E-5.
Wie 11 zeigt, wurde, wenn die thermische Behandlung mit einer konvexen Temperatur-Verteilung durchgeführt wurde, eine große Anzahl von Gleit-Vorgängen in dem Wafer mit einer hohen Restspannung erzeugt während kein Gleiten in dem Wafer mit niedriger Restspannung erzeugt wurde. Wenn die thermische Behandlung mit einer konkaven Temperatur-Verteilung durchgeführt wurde, wurde kein Gleiten in dem Wafer mit einer hohen Restspannung erzeugt, während ein Gleiten in dem Wafer mit niedriger Restspannung erzeugt wurde. Der Grund hierfür kann der folgende sein.
Die Restspannung (Restdehnung) an dem äußeren Randbereich des Wafers mit der hohen Restspannung ist eine Zugspannung. Wenn nämlich der Wafer mit einer hohen Restspannung thermisch mit einer konvexen Temperatur-Verteilung behandelt wurde, wurde der Wert der Spannung, aufgenommen durch den Wafer (Kristall), erhöht, wenn die Restspannung zu der aufgebrachten thermischen Zugspannung hinzu addiert wird, was die Erzeugung eines Gleitens wahrscheinlicher verglichen mit dem Wafer mit niedriger Restspannung macht. Im Gegensatz dazu wurde, wenn thermisch mit einer konkaven, thermischen Verteilung behandelt wird, die Restspannung durch die thermische Spannung versetzt, was die Erzeugung eines Gleitens weniger wahrscheinlich verglichen mit dem Wafer macht, der eine niedrige Restdehnung hat.
Genauer gesagt wird es, gemäß der vorliegenden Erfindung, möglich, eine Richtung einer Restspannung des Wafers zu finden, die herkömmlich nicht gefunden werden konnte. Weiterhin kann, wenn die Richtung der Restdehnung des Wafers bekannt sein kann, die Erzeugung eines Gleitens durch Anlegen einer Spannung in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Restspannung an den Wafer während der thermischen Behandlung unterdrückt werden.
Genauer gesagt sollte, wenn der Wafer thermisch behandelt wird, eine Temperatur-Verteilung des Wafers so eingestellt werden, dass dann, wenn die Restspannung des Wafers in der Kompressions-Richtung liegt, eine Zugspannung aufgebracht wird, und wenn die Restspannung des Wafers in der Zugrichtung liegt, eine Kompressions-Spannung aufgebracht wird, wodurch die Erzeugung von Gleit-Vorgängen unterdrückt werden kann.
Dass die Richtung einer Restspannung des Wafers auf diese Art und Weise gefunden werden kann, ergibt den folgenden Vorteil. Wenn nämlich in dem Verfahren einer thermischen Behandlung eines Wafers ein Wafer, der eine Restspannung in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der maximalen, thermischen Spannung besitzt, während der thermischen Behandlung verwendet wird, kann die Erzeugung von Gleit-Vorgängen unterdrückt werden. Genauer gesagt sollte, wenn die maximale, thermische Spannung während einer thermischen Behandlung in der Zugrichtung liegt, ein Wafer, der eine Restspannung in der Kompressions-Richtung besitzt, verwendet werden, und wenn die maximale, thermische Spannung während einer thermischen Behandlung in der Kompressions-Richtung liegt, sollte ein Wafer, der eine Restspannung in der Zugrichtung besitzt, verwendet werden, um die Erzeugung von Gleit-Vorgängen zu verhindern.
Obwohl die konzentrische Heizeinrichtung, die drei Stufen von Heizeinrichtungen umfasst, das bedeutet eine innere, eine mittlere und eine äußere Heizeinrichtung, in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform verwendet wurde, ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Der maximale Wert einer möglichen Zahl von Heizeinrichtungsstufen beträgt ungefähr R/10, unter der Annahme, dass der Radius des Wafers Rmm ist und die minimale Länge, die für eine Stufe einer Heizeinrichtung notwendig ist, 10mm ist. Zum Beispiel beträgt die Anzahl von Stufen 5 für einen Wafer mit 4 Inch und 15 für einen Wafer, der den Durchmesser von 300mm besitzt.
Genauer gesagt wird die Anzahl von Stufen der Heizeinrichtung, verwendet in der vorliegenden Erfindung, allgemein als (2~R/10) dargestellt. In der ersten und der zweiten Ausführungsform wurden drei Stufen von Heizeinrichtungen (maximaler Durchmesser von 4 Inch) verwendet, unter Berücksichtigung der Ökonomie und der Steuerbarkeit. In der Zukunft kann es möglich sein, die Stufen, deren Zahl nahe zu R/10 liegt, zu verwenden. Zum Beispiel würde, durch Erhöhen der Anzahl von Stufen der Heizeinrichtung in einem Ofen zum thermischen Behandeln von Wafern, in dem die Temperatur des Wafers an dem Ort gemessen wird, der an dem Ort gesteuert ist, und der Wafer thermisch behandelt wird, während die Erzeugung eines Gleitens verhindert wird, ein schnelles Erwärmen und ein schnelles Kühlen möglich sein, was zu ökonomischen Vorteilen führt.
Wie vorstehend beschrieben ist, konnte, gemäß der vorliegenden Erfindung, eine Gleit-Beständigkeit eines Halbleiter-Wafers, was herkömmlich nur qualitativ festgestellt werden konnte, quantitativ in Termen einer kritischen Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts festgestellt werden. Deshalb wird eine Garantie für den Wafer möglich und ein Feedback, um die Herstellung eines Wafers zu realisieren, bei der das Erzeugen eines Gleitens weniger wahrscheinlich ist, ist möglich.
Weiterhin wird, durch Steuern der Temperatur basierend auf den Daten einer Temperatur-Abhängigkeit der kritischen Spannung für die Erzeugung eines Gleit-Defekts, eine thermische Behandlung ohne die Erzeugung eines Gleitens und mit hohem Durchsatz möglich.
Weiterhin kann die Richtung einer Restspannung des Wafers, die herkömmlich nicht gemessen werden konnte, festgestellt werden. Dies kann eine Rückmeldung für die Kristallherstellung, und dergleichen, sein (einschließlich eines Kristallwachstums und einer thermischen Behandlung nach einem Wachstum).
Weiterhin kann, in dem Verfahren zum thermischen Behandeln des Wafers, unter Verwendung eines Wafers, der eine Restspannung in der Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der maximalen, thermischen Spannung besitzt, die bei dem thermischen Behandeln des Wafers auftritt, die Erzeugung eines Gleitens wesentlich verringert werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und dargestellt worden ist, ist deutlich zu verstehen, dass dies anhand nur einer Darstellung und eines Beispiels erfolgt und nicht als Einschränkung angesehen werden sollte, wobei der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nur durch die Angaben der beigefügten Ansprüche beschränkt ist.

Claims

Verfahren zum Bewerten eines Halbleiter-Wafers (21), das die Schritte des Änderns der Ebenen-Temperaturverteilung eines Halbleiter-Wafers (21) bei vorgeschriebener Temperatur und des Erfassens eines Temperaturverteilungszustandes umfasst, bei der eine Gleitlinie erzeugt wird, um einen Bereich tolerierbarer thermischer Belastung zu spezifizieren, in dem keine Gleitlinie erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte umfasst: Anordnen von Lichtsammelabschnitten (11, 12, 13) eines Faser-Strahlungsthermometers innerhalb einer Kammer (20), in der der Wafer (21) angeordnet ist, um die Temperaturverteilung zu messen, und Anordnen von Erwärmungseinrichtungen (14, 15, 16) im Inneren der Kammer (20), wobei die Lichtaufnahmeabschnitte (11, 12, 13) oberhalb des Wafers (21) an Positionen angeordnet sind, die den Erwärmungseinrichtungen (14, 15, 16) entsprechen, und die Lichtaufnahmeabschnitte (11, 12, 13) einen inneren Lichtaufnahmeabschnitt (13) zum Messen der Temperatur am Mittelpunkt des Wafers (21), einen äußeren Lichtaufnahmeabschnitt (11) zum Messen der Temperatur am Rand des Wafers (21) sowie einen mittleren Lichtaufnahmeabschnitt (12) umfassen, der zwischen dem inneren Lichtaufnahmeabschnitt (13) und dem äußeren Lichtaufnahmeabschnitt (11) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das die Schritte des Änderns der vorgeschriebenen Temperatur und des Ermittelns des Bereiches tolerierbarer thermischer Belastung, der jeweiligen Temperaturen entspricht, umfasst, um kritische Belastung für Gleit- Erzeugung zu ermitteln, bei der kein Gleiten erzeugt wird, und die eine Funktion der Temperatur ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, um die Temperaturverteilung des Halbleiter-Wafers zu schaffen, eine Kante des Halbleiter-Wafers mit einer ersten Erwärmungseinrichtung erwärmt wird und die Mitte des Halbleiter-Wafers mit einer zweiten Erwärmungseinrichtung erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die erste Heizeinrichtung die zweite Heizeinrichtung umgebend ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Erzeugung der Gleitlinie bestimmt wird, indem eine Änderung der Form einer Oberfläche des Halbleiter-Wafers erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei Vorhandensein/Nichtvorhandensein von Erzeugung der Gleitlinie beobachtet wird, indem die Oberfläche des Halbleiter-Wafers mit einem Laserstrahl beleuchtet wird und reflektiertes Licht erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: Steuern von Geschwindigkeit des Erhöhens/Verringerns von Temperatur des zu bearbeitenden Halbleiter-Wafers innerhalb des Bereiches tolerierbarer thermischer Belastung.
Vorrichtung zum thermischen Bearbeiten eines Halbleiter-Wafers (21), die umfasst: eine Kammer (20); einen Suszeptor (30) zum Tragen eines Halbleiter-Wafers (21); Erwärmungseinrichtungen (14, 15, 16) zum Schaffen einer Temperaturverteilung an dem Halbleiter-Wafer (21); Einrichtungen (11, 12, 13) zum Messen der Temperaturverteilung des Halbleiter-Wafers (21); und Einrichtungen (14a, 15a, 16a) zum Steuern der Temperaturverteilung, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (11, 12, 13) zum Messen der Temperaturverteilung des Wafers (21) Lichtaufnahmeabschnitte (11, 12, 13) eines Faser-Strahlungsthermometers sind, wobei die Abschnitte in der Kammer (20) angeordnet sind, und die Erwärmungseinrichtungen (14, 15, 16) in der Kammer (20) angeordnet sind, wobei die Lichtaufnahmeabschnitte (11, 12, 13) oberhalb des Wafers (21) an Positionen angeordnet sind, die den Erwärmungseinrichtungen (14, 15, 16) entsprechen, und die Lichtaufnahmeabschnitte (11, 12, 13) einen inneren Lichtaufnahmeabschnitt (13) zum Messen der Temperatur in der Mitte des Wafers (21), einen äußeren Lichtaufnahmeabschnitt (11) zum Messen der Temperatur am Rand des Wafers (21) sowie einen mittleren Lichtaufnahmeabschnitt (12) umfassen, der zwischen dem inneren Lichtaufnahmeabschnitt (13) und dem äußern Lichtaufnahmeabschnitt (11) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Erwärmungseinrichtungen (14, 15, 16) eine erste Erwärmungseinrichtung (14) zum Erwärmen einer Kante des Halbleiter-Wafers und eine zweite Erwärmungseinrichtung (16) zum Erwärmen der Mitte des Halbleiter-Wafers enthalten.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die erste Erwärmungseinrichtung (14) die zweite Erwärmungseinrichtung (16) umgebend vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: einen ersten Schritt des Herstellens eines zu bewertenden Halbleiter-Wafers (21); einen zweiten Schritt des Anwendens einer bestimmten Temperaturverteilung auf den Halbleiter-Wafer; und einen dritten Schritt des Beobachtens, ob eine Gleitlinie an dem Halbleiter-Wafer (21) erzeugt wird oder nicht; wobei auf Basis der Kenntnis eines Zustandes der Temperaturverteilung in dem zweiten Schritt und einer Kenntnis des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Erzeugung einer Gleitlinie in dem dritten Schritt bestimmt wird, ob Restspannung in tangentialer Zugrichtung oder eine Restspannung in tangentialer Druckrichtung an einem Randabschnitt des Halbleiter-Wafers (21) vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bestimmen der Richtung von Restspannung, die an einem Halbleiter-Wafer verbleibt, und thermisches Bearbeiten des Halbleiter-Wafers durch Auswählen einer Temperatur für einen Randabschnitt des Halbleiter-Wafers und einer Temperatur für die Mitte des Halbleiter-Wafers, so dass eine Spannung in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung der Restspannung ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Bearbeiten eines Halbleiter-Wafers, um Spannung in tangentialer Zugrichtung an einem Randabschnitt des Halbleiter-Wafers (21) zu verursachen, wobei ein Halbleiter-Wafer (21) mit in tangentialer Druckrichtung an seinem Randabschnitt verbleibender Restspannung als der Halbleiter-Wafer (21) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Bearbeiten eines Halbleiter-Wafers (21), um Spannung in tangentialer Druckrichtung an einem Randabschnitt des Halbleiter-Wafers (21) zu bewirken, wobei ein Halbleiter-Wafer (21) mit in tangentialer Zugrichtung an seinem Randabschnitt verbleibender Restspannung als der Halbleiter-Wafer (21) verwendet wird.