JP2004200271A

JP2004200271A - 熱処理用ウェーハ支持具

Info

Publication number: JP2004200271A
Application number: JP2002364777A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Imai; 正幸今井; Tatsuo Enomoto; 辰男榎本
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】高温熱処理によるキズやスリップ転位の発生がなく、加工が容易でコスト低減が可能な熱処理用ウェーハ支持具を提供する。
【解決手段】熱処理するウェーハＷを支持する接触部を有するピン２２と、該ピンを固定する支柱１６と、該支柱を固定するベース１２，１４とを有する熱処理用ウェーハ支持具１０であって、前記ピンは前記支柱に形成された孔３０に嵌め込んで配置され、前記ピンのウェーハとの接触部２６の形状が、該ウェーハに対して凸の曲面であるようにした。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ、例えばシリコンウェーハ等のウェーハを熱処理する際に用いられる熱処理用ウェーハ支持具に関する。
【０００２】
【関連技術】
バッチ式熱処理用ウェーハ支持具においては、ボートと呼ばれる支柱に溝を有する構造物の溝に複数のウェーハを平行に収納保存する形式が一般的に採用されている。特に、１０００℃以上の高温熱処理においては耐熱性等からウェーハ支持具の素材としてＳｉＣが一般的に採用されており、ダイアモンドカッター等により支柱に直接溝を切削加工する手法が使われている。
【０００３】
しかし、この手法では加工できる形状に制限を受けるため、曲面など複雑な形状の加工は困難である。また、切削加工中に溝面にバリが発生しやすい問題もある。さらに、発生したバリを除去するための追加工が困難であることや、ウェーハが接触する溝の表面の粗度を低減するための研磨が困難であるため、熱処理中にウェーハとの接触部にキズやスリップ転位が発生する問題がある（特許文献１，２）。また、加工中に支柱が破損しやすく大きな労力と加工時間が必要であるため、生産性が悪くコストの低減が困難である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１６１６５４号公報
【特許文献２】
特開平８−１０７０８１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、高温熱処理によるキズやスリップ転位の発生がなく、加工が容易でコスト低減が可能な熱処理用ウェーハ支持具を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の熱処理用ウェーハ支持具は、熱処理するウェーハを支持する接触部を有するピンと、該ピンを固定する支柱と、該支柱を固定するベースとを有する熱処理用ウェーハ支持具であって、前記ピンは前記支柱に形成された孔に嵌め込んで配置され、前記ピンのウェーハとの接触部の形状が、該ウェーハに対して凸の曲面であることを特徴とする。
【０００７】
前記ピンのウェーハとの接触部の形状が、球形または楕円球形であるのが好ましい。前記ピンは前記支柱から取り外し可能に構成され、また前記支柱は前記ベースから取り外し可能に構成されるのが好適である。
【０００８】
前記ピンは円柱状の素材を加工したものを用いることができる。前記ピン、支柱およびベースの素材としてはＳｉＣ、シリコンまたは石英を用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能であることはいうまでもない。
【００１０】
図１は本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第１の実施の形態を示す側面説明図、図２は図１の構造から上ベース及び上側のウェーハを取り外した状態を示す上面説明図及び図３はピンの製造態様を示す説明図で、（ａ）は円柱状のピン素材及び（ｂ）はピンの完成品を示す。
【００１１】
図中、１０は本発明に係る熱処理用ウェーハ支持具である。該ウェーハ支持具１０は上下方向に相対向して設けられた上下一対のベース１２，１４、及び該上下のベース１２，１４の間に立設された複数本（図２の例では３本）の支柱１６を有している。
【００１２】
該上ベース１２の下面に穿設された受け孔１８及び該下ベース１４の上面に穿設された受け孔２０に該支柱１６の上端部及び下端部にそれぞれ嵌着する構造とすることによって該支柱１６は該ベース１２，１４に取り外し可能に固定されている。
【００１３】
２２は熱処理するウェーハＷを支持するために用いられるピンである。該ピン２２は図３（ｂ）によく示されるごとく、ピン本体部２４を有し、該ピン本体部２４の先端部にはウェーハＷを支持する接触部２６が設けられ、かつ基端部には径大なる嵌着部２８が設けられている。前記支柱１６の側面には該ピン２２の嵌着部２８に対応して嵌着孔３０が穿設されている。該嵌着孔３０に該嵌着部２８を嵌め込むことによって該ピン２２は該支柱１６に取り外し可能に固定されている。図１において嵌着孔３０は支柱１６を貫通しない構造となっているが、貫通孔として形成することもできる。
【００１４】
上記ピン２２の接触部２６の形状は、支持されるウェーハＷに対して凸の曲面であることが必要である。図１及び図２に示した例では、該接触部２６の形状は球形である場合が示されている。
【００１５】
この接触部２６の形状は、上述したように支持されるウェーハＷに対して凸の曲面であれば、球形以外の形状を採用することができることはいうまでもなく、図４及び図５の第２の実施の形態において示されるごとく、接触部２６を楕円球形とすることも可能である。
【００１６】
また、第１の実施の形態（図１及び図２）及び第２の実施の形態（図４及び図５）においては、支柱１６の設置本数を３本とした場合を示したが、支柱１６の設置本数はベース１２，１４を支持可能な本数であれば特別な限定はなく、図６の第３の実施の形態において示されるごとく、支柱１６を５本設け、各支柱１６にピン２２を取り外し可能に固定することも可能である。なお、図４〜図６において、図１〜図３と同一又は類似部材は同一の符号を用いて示されている。
【００１７】
前記ピン２２は、図３（ａ）（ｂ）に示したように、円柱状のピン素材２２ａを旋盤にて研磨加工することによって容易に得ることができ、かつピン２２、特にその接触部２６の表面粗度を容易に制御することが可能となる。ピン素材２２ａとしては、直径２〜６ｍｍ程度で、長さ５０〜１２０ｍｍ程度のＳｉＣ、Ｓｉ（単結晶、多結晶）、石英などを用いることができる。また、支柱１６及びベース１２，１４の素材としても、ＳｉＣ、シリコン又は石英を用いるのが好適である。
【００１８】
上述したように、本発明のウェーハ支持具においては、ピンの先端部のウェーハとの接触部の形状が、ウェーハに対して凸の曲面となるように構成してあるので、熱処理中にウェーハとの接触部にキズやスリップ転位が発生することがなくなり、その上支柱に対しては嵌着孔を穿設加工するだけであるので、従来の支柱のように多数の溝を加工する必要はなく、加工中に支柱が破損するなどの事故は著しく低減され、したがって生産性が向上してコスト低減が可能となるものである。
【００１９】
ピン２２のウェーハＷとの接触部２６は、その接触部２６の表面粗度を別途追加工して接触部２６のみを所望の表面粗度にしてもよい。さらに、ピン２２の長さと形状を適切に選択することにより、ウェーハＷがピン２２と接触する位置（ピンの長さ方向の位置）や接触部２６の形状を任意に設計できる。そして、ピン２２のみを支柱１６から取り外すことが可能な構成を採用する場合には、洗浄や交換が容易であり、また、表面を再加工してリサイクルしたりすることも可能である。
【００２０】
上記各実施の形態においては、ピン２２は支柱１６に対して嵌着孔３０を介して着脱可能に固定され、また支柱１６はベース１２，１４に対して受け孔１８，２０を介して着脱可能に固定される構造を例示したが、必要に応じて、ピン２２を支柱１６に対して着脱不能に固定し、また支柱１６をベース１２，１４に対して着脱不能に固定することもできる。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的にするが、実施例は例示として示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００２２】
（実施例１）
ベース、支柱、ピンの素材としてＳｉＣを使用し、図１に記載された熱処理用ウェーハ支持具を作製した。その際、ピンは直径５ｍｍ、長さ８０ｍｍの円柱状の材料を使用して、その先端部に直径約５ｍｍの球状の接触部を形成し、ピン本体部は直径約３ｍｍとした。
【００２３】
このような熱処理用ウェーハ支持具を用い、直径３００ｍｍ、結晶方位＜１００＞、ｐ型約１０ΩｃｍのＣＺシリコン単結晶ウェーハの熱処理を行った。ウェーハとの接触部におけるキズやスリップ転位の発生状況を調査した。
【００２４】
熱処理条件は、アルゴン１００％雰囲気下、１２００℃、１時間とし、ウェーハの投入及び取出温度は７００℃とした。
【００２５】
熱処理後のウェーハは、Ｘ線トポグラフ法を用いて、ウェーハ支持具とウェーハとの接触部におけるキズやスリップ転位の発生状況を調査した結果、これらの発生はほとんど見られなかった。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明の熱処理用ウェーハ支持具を用いてウェーハの熱処理を行えば、高温熱処理によるキズやスリップ転位の発生がなくなり、かつ本発明の熱処理用ウェーハ支持具はその加工が容易であるので、製作コストの低減を図ることができるという大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第１の実施の形態を示す側面説明図である。
【図２】図１の構造から上ベース及び上側のウェーハを取り外した状態を示す上面説明図である。
【図３】ピンの製造態様を示す説明図で、（ａ）は円柱状のピン素材及び（ｂ）はピンの完成品である。
【図４】本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第２の実施の形態を示す側面説明図である。
【図５】図４の構造から上ベース及び上側のウェーハを取り外した状態を示す上面説明図である。
【図６】本発明の熱処理用ウェーハ支持具の第３の実施の形態を示す図２と同様の上面説明図である。
【符号の説明】
１０：ウェーハ支持具、１２，１４：ベース、１６：支柱、１８，２０：受け孔、２２：ピン、２２ａ：ピン素材、２４：ピン本体部、２６：接触部、２８：嵌着部、３０：嵌着孔、Ｗ：ウェーハ。

Claims

熱処理するウェーハを支持する接触部を有するピンと、該ピンを固定する支柱と、該支柱を固定するベースとを有する熱処理用ウェーハ支持具であって、前記ピンは前記支柱に形成された孔に嵌め込んで配置され、前記ピンのウェーハとの接触部の形状が、該ウェーハに対して凸の曲面であることを特徴とする熱処理用ウェーハ支持具。
前記ピンのウェーハとの接触部の形状が、球形または楕円球形であることを特徴とする請求項１に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
前記ピンは前記支柱から取り外し可能に構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
前記支柱は前記ベースから取り外し可能に構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
前記ピンは円柱状の素材を加工したものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。
前記ピン、支柱およびベースの素材はＳｉＣ、シリコンまたは石英であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された熱処理用ウェーハ支持具。