JP2006222134A

JP2006222134A - 半導体ウェハ用トレイ

Info

Publication number: JP2006222134A
Application number: JP2005031805A
Authority: JP
Inventors: Masaya Itani; 賢哉井谷
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2006-08-24

Abstract

【課題】トレイからの削り屑がトレイ内にて発生することが無く、ウェハ表面上にトレイ屑が付着しない半導体ウェハ用トレイを提供する。
【解決手段】ウェハ１１を収容するトレイ１０と、蓋１３とからなる半導体ウェハ用トレイであり、蓋１３の外周に固定用の爪１５設け、トレイ１０の外周に固定用の爪受け２０を設け、トレイ１０に蓋１３を重ね、固定用の爪１５を固定用の爪受け２０に係合させてトレイ１０に蓋１３を閉じる。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウェハ用トレイに関するものである。

半導体ウェハは、ショットキーゲート電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）、高移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）、ヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）、その他、レーザーダイオード（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）などのデバイス用基板として用いられている。

これらの素子の能動層は、半導体ウェハから製造された鏡面ウェハに分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）、有機金属気相エピタキシャル成長（ＭＯＶＰＥ）法およびイオン打ち込み法などにより形成される。

この鏡面ウェハを製造するに際して、まず、結晶インゴットをスライスし、ウェハを切り出す。そして、このスライスしたウェハを＃８００〜＃３０００のアルミナ砥粒でラップしてソーマークを除去し、平坦性を高めた後、研磨液として次亜塩素酸系水溶液や、次亜塩素酸水溶液と砥粒（シリカ、アルミナ、ジルコニウム）の混合液、研磨布として表面に多孔質層を有するものを用い、メカノケミカル研磨により鏡面に仕上げる。次にこの鏡面を所定の方法により洗浄し、乾燥させる。乾燥された鏡面ウェハをウェハトレイまたはウェハボックスに収納し、窒素ガスパージ後、アルミラミネートにて封止し、エピタキシャル成長するまで保管していた。

ＭＯＶＰＥ法エピタキシャル成長を実施する場合、成長炉への投入枚数は、ウェハサイズ、エピタキシャル成長炉の大きさにより異なるが、２５枚以内／ロットが主流であり、半導体ウェハの自然酸化、不純物付着防止目的のため、通常、必要最小限のウェハをアルミラミネートから開封し、エピタキシャル成長することが一般的であった。

特に２５枚以下／ロットの場合は、ウェハボックス個装より、トレイ個装が好まれる傾向にあった。

図４（ａ）、図４（ｂ）に従来の半導体ウェハ用トレイの形状を示す。

図４（ａ）において、３０は、ウェハ３１を収容するトレイ、３２は、ウエハ３１を押さえるスプリング、３３は蓋であり、図４（ｂ）に示すようにトレイ３０に、ウェハ３１、スプリング３２を収容した状態で、蓋３３にて閉じることで個装される。

図５（ａ）、図５（ｂ）は、トレイ３０とその蓋３３の詳細を示し、図５（ａ）は正面断面図、図５（ｂ）は平断面図を示している。

トレイ３０の上部には、蓋３３と嵌合する段部３４が形成され、その段部３４にトレイ爪部３５が形成され、蓋３３の内周面にトレイ爪部３５を係合する円弧状の爪受け溝３６が形成される。

個装時には、蓋３３をトレイ３０の段部３４に嵌合し、図４（ｂ）に示すように蓋３３をトレイ３０に対して廻すことで蓋３３が閉められる。

特許第２６６０５５９号公報

しかしながら、上述した従来のウェハ用トレイでは、トレイ爪部３５と爪受け溝３６との接触によって締め付ける構造上、トレイと蓋は回転により過閉める構造となっているため、トレイ３０のトレイ爪部３５と蓋３３の爪受け溝３６の接触部での共摺れにより、トレイ３０からの削り屑がウェハ３１表面上に付着することが判った。

そのため、エピタキシャル層形成時に削り屑付近で異常成長が発生し、良好なエピタキシャル表面が得られないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、トレイからの削り屑がトレイ内にて発生することが無く、ウェハ表面上にトレイ屑が付着しない半導体ウェハ用トレイを提供することにある。

上述のトレイの共擦れによる削り屑発生問題を解決するために、請求項１の発明は、ウェハを収容するトレイと蓋とからなる半導体ウェハ用トレイにおいて、トレイと蓋の外周部に係合手段を設けた半導体ウェハ用トレイである。

請求項２の発明は、係合手段は、蓋の外周に設けた固定用の爪と、トレイ外周に設けられた固定用の爪受けとからなり、蓋をトレイに重ねたときに固定用の爪が固定用の爪受けに係合される請求項１記載の半導体ウェハ用トレイである。

請求項３の発明は、係合手段は、蓋の外周に設けた係合爪と、トレイ外周に設けられた係合溝からなり、蓋をトレイに重ねて回転させたとき係合爪が係合溝に係合される請求項１記載の半導体ウェハ用トレイである。

請求項４の発明は、係合手段は、トレイと蓋の外周に複数設けられる請求項１〜３いずれかに記載の半導体ウェハ用トレイである。

請求項５の発明は、トレイと蓋の材質が、ＰＰ，ＰＦＡ，ＰＳ，ＡＢＳ，ＰＣ，ＰＥＥＫ，ＰＥのいずれかである請求項１〜４いずれかに記載の半導体ウェハ用トレイである。

従来技術の欄で述べたように、エピタキシャル層の異常成長原因は、トレイと蓋の回転時の共摺れにより発生するトレイ削り屑が基板表面に付着することがこれまでの調査の結果で判っていた。

このトレイ屑発生の問題を解決するためには、トレイと蓋を回転しない脱着方式をもったトレイ構造であること、または固定部をトレイ収納部の外側に設置し、トレイ屑がウェハ内側に入り込まない構造とする必要がある。

そこで、本発明では、トレイおよび蓋に固定用の爪を設置した構造のトレイを用いることで、トレイ屑の付着がない半導体ウェハ用トレイを提供することができる。

以上要するに本発明では、半導体ウェハ用トレイの構造として、トレイおよび蓋の外周に係合手段を設けたことにより、蓋をトレイから開け閉めする際に発生する削り屑がウェハに付着しない構造とすることができる。

以下本発明の実施形態を添付図面により説明する。

図１，図２は、本発明の半導体ウェハ用トレイの一実施の形態を示したものであり、図１（ａ）は各部材を展開した状態を、図１（ｂ）は個装後の状態を、図２は個装時の状態を示している。

図において、１０はトレイ、１１はウェハ、１２はスプリング、１３は蓋であり、本発明においては、トレイ１０と蓋１３の外周に係合手段１４を設けたものである。

係合手段１４は、蓋１３の外周に設けた固定用の爪１５と、トレイ１０の外周に設けた固定用の爪受け２０からなり、図示のように直径方向に対向して一対設けるようにしても或いは円周方向に複数設けるようにしてもよい。

固定用の爪１５は、蓋１３の外周から径方向外方に延びる水平板１６と、その水平板１６から鉛直に延びた鉛直板１７と、鉛直板１７の下端から外向きに斜め上方に延びた舌片１８とからなり、固定用の爪受け２０は、トレイ１０の外周から径方向外周に延びる水平板１９と、その水平板１９に穿設された係合溝２１とからなる。係合溝２１の幅は、固定用の爪１５の鉛直板１７の幅よりやや大きく形成され、また固定用の爪受け２０の水平板１９の厚さは、固定用の爪１５の舌片１８の上端と水平板１６の下面の間隔と略同じに形成される。

以上において、従来のウェハトレイでは、ウェハ収納時にトレイと蓋の接触部にて、削り屑が発生し、それがウェハに付着し、削り屑付近で異常エピタキシャル成長が発生する問題があるが、本発明においては、蓋１３の固定用の爪１５をトレイ１０の固定用の爪２０があることから、蓋１３を回転することなく、ウェハを収納することができるため、トレイの共摺れによるトレイ屑が発生しない。また、ウェハ１１の取り出し時は、固定用の爪１５の舌片１８を内側に倒すことで、固定用の爪１５と固定用の爪受け２０の係合を解除して、トレイ１０から蓋１３を取り外すことが可能である。

この固定用の爪１５と固定用の爪受け２０とからなる係合手段１４は、トレイ屑の発生はないが、トレイ１０と蓋１３の外周に設けられているため、仮に屑が発生することがあっても、その屑がトレイ１０内に入ることはない。

図３は、従来方式と同様の回転による係合手段１４の例を示したものである。

この係合手段１４は、蓋１３の外周に設けた係合爪２２と、トレイ１０の外周に設けた係合溝２３とからなる。係合爪２２は、蓋１３の外周から径方向外周に延びるように設けた水平板２４と、その水平板２４の下方に鉛直に設けた係合片２５とからなり、係合溝２３は、トレイ１０の外周から径方向外周に延びるように設けた水平板２６と、その水平板２６に形成した切欠溝２７とからなる。

この実施の形態においては、蓋１３をトレイ１０上に重ねて、図示の矢印に示したように左右方向に回転させることで、係合爪２２と係合溝２３の係脱が行えて蓋１３を開閉できる。この場合、係合手段１４がトレイ１０の外周部にあるため、係合部での共摺れにより発生する屑がトレイ１０の内側に入らない構造となっている。

トレイ１０の固定時の安定性を考慮すると、係合爪２２と係合溝２３は、蓋１３とトレイ１０に２箇所以上あることが望ましい。

本発明に用いられるウェハ材質としては、ウェハへの脱ガスによる有機ガス汚染、不純物等を考慮し、ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体），ＰＳ（ポリスチレン），ＡＢＳ（アクロルニトリル・ブタジエン・スチレン），ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン），ＰＥ（ポリエチレン）等を用いることが望ましい。

次に、本発明の実施例について説明する。

図４で説明したインテグリス社製３インチウェハトレイ（従来例）、および本発明による図１，図２の回転なしの半導体ウェハ用トレイ（実施例１）、図３の回転ありの半導体ウェハ用トレイ（実施例２）を採用した各トレイにて個装された、各５０枚の窒素パック済みウェハを全数開封し、集光器下にてウェハ上のトレイ削り屑の有無を比較した。

比較結果を表１に示す。

表より各トレイのトレイ屑発生枚数及び発生確率は、
従来例（インテグリス社製ウェハトレイ）の個装品の窒素パック開封後の異物発生枚数は１３枚、異物発生率は２６％であり、
実施例１（回転なし方式トレイ）の個装品の窒素パック開封後の異物発生枚数は０枚、異物発生率は０％であり、
実施例２（回転あり方式トレイ）の個装品の窒素パック開封後の異物発生枚数は０枚、異物発生率は０％であった。

次に、実施例１及び２のトレイに個装した３インチＧａＡｓウェハを用いて、エピタキシャル成長を実施したが、光デバイス向けにＭＯＶＰＥ法によるアンドープＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ（ｘ＜０．５）（５００ｎｍ成長)をエピ成長した結果、異物発生によるエピの異常成長は確認されなかった。

なお、本実施の形態では、半導体ウェハとして、III −Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓウェハ及びトレイでの実施例について説明したが、本発明は、ＧａＰ，ＩｎＰ等のその他のIII −Ｖ族、II−VI族化合物半導体ウェハ用トレイのみならず、その他半導体用トレイにも適用できる。

本発明の一実施の形態を示す図である。図１における半導体ウェハトレイの個装時を示す斜視図である。本発明の他の実施の形態を示す図である。従来の半導体ウェハ用トレイを示す図である。図４の半導体ウェハ用トレイの断面を示す図である。

符号の説明

１０トレイ
１３蓋
１４係合手段
１５固定用の爪
２０固定用の爪受け

Claims

ウェハを収容するトレイと蓋とからなる半導体ウェハ用トレイにおいて、トレイと蓋の外周部に係合手段を設けたことを特徴とする半導体ウェハ用トレイ。
係合手段は、蓋の外周に設けた固定用の爪と、トレイ外周に設けられた固定用の爪受けとからなり、蓋をトレイに重ねたときに固定用の爪が固定用の爪受けに係合される請求項１記載の半導体ウェハ用トレイ。
係合手段は、蓋の外周に設けた係合爪と、トレイ外周に設けられた係合溝からなり、蓋をトレイに重ねて回転させたとき係合爪が係合溝に係合される請求項１記載の半導体ウェハ用トレイ。
係合手段は、トレイと蓋の外周に複数設けられる請求項１〜３いずれかに記載の半導体ウェハ用トレイ。
トレイと蓋の材質が、ＰＰ，ＰＦＡ，ＰＳ，ＡＢＳ，ＰＣ，ＰＥＥＫ，ＰＥのいずれかである請求項１〜４いずれれかに記載の半導体ウェハ用トレイ。