JP2022099725A - 縦型熱処理炉用熱処理ボートおよび半導体ウェーハの熱処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記複数本の支柱のうちの少なくとも1本の支柱の各々について、前記熱処理ボートの中心軸を含むとともに前記支柱に接する2つの面に挟まれた領域を第1の領域とし、前記第1の領域以外の領域を第2の領域としたとき、前記支柱に接続させた支持部が前記第2の領域において前記半導体ウェーハの裏面を支持するように構成されていることを特徴とする縦型熱処理炉用熱処理ボート。
上面視にて、前記2本の第1の支柱の各々に接続された支持部におけるウェーハ支持領域が、前記縦型熱処理用熱処理ボートの中心軸に対して、前記1本以上の第2の支柱のいずれかに接続された支持部におけるウェーハ支持領域の点対称な位置に配置されている、前記[1]に記載の縦型熱処理炉用熱処理ボート。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。本発明による熱処理ボートは、複数本の支柱と、該複数本の支柱の各々に接続され、半導体ウェーハの裏面を支持する1つ以上の支持部とを備える縦型熱処理炉用熱処理ボートである。ここで、上記複数本の支柱のうちの少なくとも1本の支柱の各々について、熱処理ボートの中心軸を含むとともに支柱に接する2つの面に挟まれた領域を第1の領域とし、第1の領域以外の領域を第2の領域としたとき、支柱に接続させた支持部が第2の領域において半導体ウェーハの裏面を支持するように構成されていることを特徴とする。
次に、本発明による半導体ウェーハの熱処理方法について説明する。本発明による半導体ウェーハの熱処理方法は、上述した本発明による熱処理ボートの支持部上に熱処理対象の半導体ウェーハを載置して上記半導体ウェーハに対して熱処理を施すことを特徴とする。
図8(a)に示した支持部21aを有する熱処理ボートを用いてシリコンウェーハ(直径:200mm)に対して熱処理を施した。図8(a)に示した支持部21aは、図2に示した支持部11aに類似した構造を有しているが、第2の領域A2に存在するウェーハ支持領域Acのみにてシリコンウェーハの裏面を支持するように構成されている。また、図8(b)に示すように、第1の支柱21の各々に接続された支持部21aにおけるウェーハ支持領域Acが、縦型熱処理用熱処理ボート1の中心軸Oに対して、第2の支柱12のいずれかに接続された支持部12aにおけるウェーハ支持領域Acの点対称な位置に配置されている。こうした熱処理ボートの支持部21a、12a上にシリコンウェーハを載置し、110枚のシリコンウェーハに対して熱処理を施した。具体的には、700℃の縦型熱処理炉に投入し、5℃/分の昇温速度で1100℃まで昇温し、60分間保持した。その後、2.5℃/分の降温速度で700℃まで降温し、炉内から取り出した。その結果、シリコンウェーハにスリップ転位は発生しなかった。シミュレーションによる電熱計算を行ったところ、支持部とシリコンウェーハとの接触領域における接触点の中でミーゼス応力の最大値は1.22MPaであり、平均値は1.16MPaとなった。
発明例1と同様に、シリコンウェーハに対して熱処理を施した。ただし、熱処理ボートとしては、図9(a)に示すような支持部21aを有するものを用いた。図9(a)に示した支持部21aは、図8(a)に示したものよりも、シリコンウェーハのより中心側の部分、具体的には、シリコンウェーハの外周から20~30mmの部分を支持するように構成されている。また、図9(b)に示すように、第1の支柱21の各々に接続された支持部21aにおけるウェーハ支持領域Acが、縦型熱処理用熱処理ボート1の中心軸Oに対して、第2の支柱12のいずれかに接続された支持部12aにおけるウェーハ支持領域Acの点対称な位置に配置されている。その他の条件は、発明例1と全て同じである。その結果、シリコンウェーハにスリップ転位は発生しなかった。シミュレーションによる電熱計算を行ったところ、支持部とシリコンウェーハとの接触領域における接触点の中でミーゼス応力の最大値は1.09MPaであり、平均値は0.98MPaとなった。
発明例1と同様に、シリコンウェーハに対して熱処理を施した。ただし、熱処理ボートとしては、図1~3に示した熱処理ボート100を用いた。図1~3に示した熱処理ボート100では、第1の支柱11の陰になる第1の領域A1においてもシリコンウェーハを支持する。その他の条件は、発明例1と全て同じである。その結果、第1の支柱11の陰になる第1の領域A1における傷からスリップ転位が発生した。シミュレーションによる電熱計算を行ったところ、支持部11aとシリコンウェーハとの接触領域における接触点の中でミーゼス応力の最大値は1.35MPaであり、平均値は1.23MPaとなった。
11,21 第1の支柱
12 第2の支柱
11a,12a,21a 支持部
13 ヒーター
A1 第1の領域
A2 第2の領域
Ac ウェーハ支持領域
P、P1、P2 面
Lw 半導体ウェーハの外周
O 熱処理ボートの中心軸
W 半導体ウェーハ
Claims (7)
- 複数本の支柱と、該複数本の支柱の各々に接続され、前記半導体ウェーハの裏面を支持する1つ以上の支持部とを備える縦型熱処理炉用熱処理ボートにおいて、
前記複数本の支柱のうちの少なくとも1本の支柱の各々について、前記熱処理ボートの中心軸を含むとともに前記支柱に接する2つの面に挟まれた領域を第1の領域とし、前記第1の領域以外の領域を第2の領域としたとき、前記支柱に接続させた支持部が前記第2の領域において前記半導体ウェーハの裏面を支持するように構成されていることを特徴とする縦型熱処理炉用熱処理ボート。 - 前記複数本の支柱は、前記縦型熱処理ボートの中心軸を含むとともにウェーハ充填方向に垂直な面に対して、ウェーハ充填手前側に配置された2本の第1の支柱と、ウェーハ充填奥側に配置された1本以上の第2の支柱とからなり、
上面視にて、前記2本の第1の支柱の各々に接続された支持部におけるウェーハ支持領域が、前記縦型熱処理用熱処理ボートの中心軸に対して、前記1本以上の第2の支柱のいずれかに接続された支持部におけるウェーハ支持領域の点対称な位置に配置されている、請求項1に記載の縦型熱処理炉用熱処理ボート。 - 前記少なくとも1本の支柱の各々に接続された支持部は、前記半導体ウェーハの外周より内側、かつデバイス加工領域の外側で前記半導体ウェーハの裏面を支持するように配置されている、請求項1または2に記載の縦型熱処理炉用熱処理ボート。
- 前記複数本の支柱の全てに接続された支持部が、前記第2の領域において前記半導体ウェーハの裏面を支持するように構成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の縦型熱処理炉用熱処理ボート。
- 前記縦型熱処理炉用熱処理ボートがシリコン、炭化シリコンまたは二酸化シリコンで構成されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の縦型熱処理炉用熱処理ボート。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の縦型熱処理炉用熱処理ボートの前記支持部上に熱処理対象の半導体ウェーハを載置して前記半導体ウェーハに対して熱処理を施すことを特徴とする半導体ウェーハの熱処理方法。
- 前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、請求項6に記載の半導体ウェーハの熱処理方法。
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