JP4652177B2 - 半導体装置の製造方法およびその製造方法の実施に用いられる製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、反りが生じるような薄いウェハを用いる半導体装置の製造方法およびその製造方法の実施に用いられる製造装置に関するものである。

従来、直径６インチのシリコンウェハであって、５０〜１５０μｍの厚さの複数のウェハを保持、保管、運搬するとき、ウェハを複数枚並べて入れるウェハ収納部を備え、前記収納部内の保持間隔が、８ｍｍ以上であるウェハキャリア（ウェハ運搬治具）を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照）。

これは、ウェハ収納部の保持間隔を、ウェハの反りに対応した余裕を持たせた寸法とすることで、反った状態のウェハをキャリアに挿入したときに、キャリア内のウェハ同士が干渉接触することによって発生する割れ、欠けを抑制する方法である。
特開２００５−５４２８号公報

しかし、上記したキャリアでは、ウェハ収納部の保持間隔をウェハの反りに対応した余裕を持たせた寸法としているため、キャリア一つあたりのウェハの収納数が少ないという問題や、ウェハ収納部とウェハとの遊びが大きくなるので、キャリアの搬送の際に、ウェハがばたつき、ウェハに割れ、欠けが発生する問題がある。

このような問題は、キャリアに限らず、複数のウェハを保持するものであって、複数のウェハに対し、同時に熱処理等を施す際に用いられるボート（ウェハ処理装置治具）においても、同様に生じる問題である。

また、以下に説明するような別の問題もある。

半導体装置の製造工程中では、１枚のウェハをステージに載せて、ウェハに対して各種処理を行うために、搬送用ロボットアーム等により、ウェハをステージから他のステージ等へウェハを搬送している。

しかし、ロボットアーム等により、ウェハをキャリアやボートに搬入したり、ウェハを次工程に搬送したりするときに、ウェハの反り方向が一定でない場合では、ウェハを搬送する経路近傍に位置する各装置の部品等の障害物にウェハが当たって、ウェハに割れ欠けが生じてしまう。

なお、上記した各問題は、ウェハのサイズが直径６インチ、厚さ１５０μｍ以下の場合に限られず、ウェハの種類に問わず、反りが生じるウェハに対して生じるものである。

本発明は、上記点に鑑み、（１）反った状態の複数のウェハを、キャリアやボート等のウェハの保持手段に保持させる場合では、保持手段のウェハ保持間隔を従来よりも小さくすることと、（２）１枚の反った状態のウェハを搬送する場合では、ウェハが障害物に当たるのを抑制することとのどちらか一方もしくは両方を可能とする半導体装置の製造方法およびその製造方法の実施に用いられる製造装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、表面に垂直な方向での結晶面方位を特定し、特定の結晶面方位に対して一定の方向をなすように半導体ウェハ（２１）を反らす工程と、一定の方向に反った状態を維持しながら半導体ウェハ（２１）を搬送する工程とを備えることを第１の特徴としている。

ウェハの反り方向に対して、表面に垂直な方向での結晶面方位が支配的な場合では、このように、表面に垂直な方向での結晶面方位を特定することで、半導体ウェハの反り方向を２種類に絞ることができる。そして、特定の結晶面方位に対して一定の方向をなすように、すなわち、２種類のうちの所定の方向にのみ、半導体ウェハを反らすことで、半導体ウェハの反り方向を一方向に規定することができる。

そこで、表面の結晶面方位が同一である複数の半導体ウェハに対して、種々の処理工程を施す場合では、半導体ウェハをステージからステージ等へ搬送する前に、本発明のように、半導体ウェハを反らす工程を行い、一定の方向に反った状態を維持しながら半導体ウェハを搬送する。

これにより、常に、一定方向に反った状態で、半導体ウェハを搬送することができる。この結果、例えば、一定方向に反った状態の半導体ウェハが良好に搬送されるように製造装置を設定することで、半導体ウェハが障害物に当たるのを抑制することができる。

また、表面の結晶面方位が同一である複数の半導体ウェハをキャリアやボート等の半導体ウェハの保持手段に保持させる場合では、本発明のように、複数の半導体ウェハ（２１）における表面に垂直な方向での結晶面方位を揃え、かつ、特定の結晶面方位に対して一定の方向をなすように半導体ウェハ（２１）を反らすことで、複数の半導体ウェハ（２１）を同一の方向に反らす工程と、保持手段（５１、６１）の内部に、同一の方向に反った状態で、複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程とを行う。

これにより、複数の半導体ウェハの反り方向を揃えることができるので、保持手段の半導体ウェハの保持間隔を、割れ欠けの発生を抑制するのに必要な距離を保ちつつ、反った状態のウェハを保持するための従来の保持手段よりも小さくすることができる。

また、本発明は、半導体ウェハ（２１）に形成された複数の半導体素子（２４）の配列方向を特定し、特定の配列方向に平行な一定の方向で半導体ウェハ（２１）を反らす工程と、一定の方向に反った状態を維持しながら、半導体ウェハ（２１）を搬送する工程とを備えることを第２の特徴としている。

このように、ウェハの反り方向に複数の半導体素子の配列方向が支配的な場合では、半導体素子の配列方向から半導体ウェハの反り方向を絞ることができる。そこで、本発明のように、特定の配列方向に対して平行な方向にのみ半導体ウェハを反らすことで、半導体ウェハの反り方向を一方向に規定することができる。

また、ウェハの反り方向に複数の半導体素子の配列方向が支配的な場合では、本発明のように、複数の半導体ウェハ（２１）における半導体素子（２４）の配列方向を揃え、かつ、特定の配列方向に対して平行な一定の方向で半導体ウェハ（２１）を反らすことで、複数の半導体ウェハ（２１）を同一の方向に反らす工程と、保持手段（５１、６１）の内部に、同一の方向に反った状態で、複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程とを行う。

これにより、複数の半導体ウェハの反り方向を揃えることができるので、保持手段の半導体ウェハの保持間隔を、割れ欠けの発生を抑制するのに必要な距離を保ちつつ、反った状態のウェハを保持するための従来の保持手段よりも小さくすることができる。

また、本発明のように、保持手段（５１、６１）の内部に複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程で、１枚の半導体ウェハを保持する複数の保持部（５３、６３）が、保持手段（５１、６１）の前面側と奥側に配置されており、複数の保持部（５３、６３）の高さが、一定の方向に反った状態の半導体ウェハ（２１）を保持できるように調整されている保持手段（５１、６１）を用いることが好ましい。

従来では、ウェハをその直径の両端部分でのみ保持するようにフィンが設けられているキャリアでは、半導体ウェハのナイフエッジがフィンに突き刺さることで、フィンにささくれが生じることがあった。そして、半導体ウェハを保持手段の内部に挿入する際、半導体ウェハがフィンのささくれに引っ掛かってしまうと、半導体ウェハを挿入する力によって、半導体ウェハが割れてしまうことがあった。

そこで、本発明のように、保持手段（５１、６１）の内部に複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程で、半導体ウェハを保持する保持部としての複数のフィン（５３）が保持手段（５１）の前面側と奥側に配置されており、奥側に位置するフィン（５３ｂ）の半導体ウェハ（２１）に対向する面が、所定の幅を有し、円盤形状の半導体ウェハ（２１）と同程度の曲率である半円の円弧形状であって、半導体ウェハ（２１）の挿入方向に進むにしたがって、前面側に位置するフィン（５３ａ）よりも下側に徐々に下がるように湾曲していることにより、フィン（５３）が半導体ウェハ（２１）を保持しているとき、前面側および奥側のフィン（５３ａ、５３ｂ）の半導体ウェハ（２１）に対向する面の全体が、半導体ウェハ（２１）と接するようになっている保持手段（５１、６１）を用いることが好ましい。

これにより、ウェハを直径の両端部分でのみ保持する保持手段を用いる場合と比較して、フィンの半導体ウェハと接する面積を増大させることができ、半導体ウェハを挿入したときに、半導体ウェハからフィンにかかる圧力を緩和することができる。この結果、半導体ウェハのナイフエッジがフィンに突き刺さるのを抑制することができ、ささくれの発生によって生じる半導体ウェハの割れを抑制することができる。

また、具体的には、半導体ウェハ（２１）を反らす工程で、以下に説明するステージを備える半導体装置の製造装置を用いて、第１の吸着部（３２ａ）に対して、前記一定の方向が垂直となるように、ステージ（３１）の表面（３１ａ）上に半導体ウェハ（２１）を載せ、半導体ウェハ（２１）を平坦な状態で、第１の吸着部（３２ａ）および第２の吸着部（３２ｂ）に吸着させることで、半導体ウェハ（２１）を平坦な状態に維持した後、半導体ウェハ（２１）を第１の吸着部（３２ａ）のみに吸着させることで、半導体ウェハ（２１）を一定の方向に反らすことができる。

ここで、このステージは、表面（３１ａ）のうち、表面（３１ａ）上に搭載される半導体ウェハ（２１）の一中心線部分に対応して直線状に配置され、半導体ウェハ（２１）に吸着する第１の吸着部（３２ａ）と、半導体ウェハ（２１）の一中心線部分を除く部分に対応する位置に配置され、半導体ウェハ（２１）に吸着する第２の吸着部（３２ｂ）と、第１の吸着部（３２ａ）および第２の吸着部（３２ｂ）に半導体ウェハ（２１）を吸着させた状態から、第１の吸着部（３２ａ）のみに半導体ウェハ（２１）を吸着させた状態に変更する機構とを有する構造である。

また、半導体ウェハ（２１）を反らす工程では、ステージ（３１）の表面（３１ａ）のうち、第１の吸着部（３２ａ）を挟んだ両側に配置され、表面（３１ａ）と同じ高さの位置から表面（３１ａ）から突出する高さの位置に可動するピン（３３）を備えるステージ（３１）を用いて、ピン（３３）を表面（３１ａ）と同じ高さの位置とした状態で、半導体ウェハ（２１）を反らす。

続いて、半導体ウェハ（２１）を搬送する工程では、ピン（３３）を表面（３１ａ）から突出させることで、半導体ウェハ（２１）が一定の方向に反った状態を維持しながら、半導体ウェハ（２１）を表面（３１ａ）から持ち上げた後、半導体ウェハ（２１）を搬出することができる。

また、半導体ウェハ（２１）を搬送する工程では、半導体ウェハ（２１）が一定の方向で反っていることを検出するセンサ（４４）を備える半導体ウェハの搬送手段（４１、９１）を用いて、半導体ウェハ（２１）を搬送することが好ましい。
このとき用いる搬送手段としては、半導体ウェハ（２１）の一中心線部分を挟んだ両側部分を持ち上げる持ち上げ部（４２）と、持ち上げ部（４２）同士の間の位置での半導体ウェハ（２１）の変形量を検出することで、半導体ウェハ（２１）が一定の方向で反っていることを検出するセンサ（４４）とを有するものを採用することが好ましい。

また、半導体ウェハ（２１）を反らす工程の後に、反った状態の半導体ウェハ（２１）に対応して、表面（８１ａ）が湾曲しているステージ（８１）を用い、表面（８１ａ）に、ステージ（８１）に反った状態の半導体ウェハ（２１）を載せた状態で、半導体ウェハ（２１）に対して熱処理を施すこともできる。
このとき用いるステージ（８１）には、その表面（８１ａ）のうち、一定の方向で反った状態を維持させたまま半導体ウェハ（２１）を持ち上げられる位置に配置され、少なくとも、ステージ表面と同じ高さの位置から表面から突出する高さの位置の間で可動し、半導体ウェハ（２１）を持ち上げるためのピン（８２）が設けられていることが好ましい。

なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態における半導体装置の断面図を示す。本実施形態では、トレンチゲート構造を有するＦＳ型ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）の製造方法について説明する。

図１に示すように、ＦＳ型ＩＧＢＴは、例えば、Ｐ^＋型コレクタ層１と、Ｎ型ＦＳ（フィールドストップ）層２と、Ｎ⁻型ドリフト層３と、Ｐ型ベース領域４とが順に積層された構造の半導体基板と、半導体基板の表面からＮ⁻型ドリフト層３に到達する深さのトレンチ５内に形成されたゲート絶縁膜６およびゲート電極７と、Ｐ型ベース領域４の内部表面側に形成されたＮ^＋型エミッタ領域８と、半導体基板の表面に形成された層間絶縁膜９およびエミッタ電極１０と、半導体基板の最表面に形成されたポリイミド等の保護膜（図示せず）と、半導体基板の裏面に形成されたコレクタ電極１１とを有する構成となっている。

そして、このＦＳ型ＩＧＢＴは、以下のように製造される。

まず、例えば、６インチＮ型−ＦＺ（フローティングゾーン）シリコンウェハを用意する。続いて、ウェハの表面側に素子を形成する工程を行う。すなわち、ウェハの表面側に、Ｐ型ベース領域４、トレンチ５、ゲート絶縁膜６、ゲート電極７、Ｎ^＋型エミッタ領域８、層間絶縁膜９およびエミッタ電極１０を形成する。

続いて、バックグラインド工程を行う。この工程では、バックグラインド装置を用いて、ウェハを裏面から薄くする減厚加工（バックグラインド）を行う。このとき、ウェハの厚さは、例えば、１５０μｍ以下となる。

その後、イオン注入工程を行う。この工程では、Ｎ型ＦＳ層２の形成のために、ウェハの裏面からＰ（リン）等のＮ型不純物イオンを注入し、さらに、Ｐ^＋型コレクタ層１の形成のために、Ｂ（ボロン）等のＰ型不純物イオンを注入する。

続いて、アニール工程を行うことで、Ｎ型ＦＳ層２、Ｐ^＋型コレクタ層１を形成する。

続いて、保護膜の構成工程を行う。この工程内では、ウェハの表面に、例えば、ポリイミド膜をコートするコート工程と、ポリイミド膜を焼成するベーク工程と、ポリイミド膜を冷却するクーリング工程とを行う。

続いて、コレクタ電極１１の形成工程を行う。この工程では、ウェハの裏面に、例えば、５μｍ程度のＮｉ膜を成膜することで、Ｐ^＋型コレクタ層１に接するコレクタ電極１１を形成する。

その後、ダイシング工程等を経ることで、図１に示すトレンチゲート構造のＦＳ型ＩＧＢＴが製造される。

ところで、上記した製造工程では、バックグラインド工程でウェハを薄くした後、例えば、アニール後やコレクタ電極１１の形成後において、ウェハに反りが発生する。そして、本発明者が調査したところ、このウェハの反り方向については、ウェハの結晶面方位や素子パターンに応じた反り方向特性があることがわかった。

ここで、まず、ウェハの結晶面方位に応じた反り方向特性について説明する。

図２にウェハ２１の上面図を示し、図３、４のそれぞれに、図２に示すウェハ２１に対してアニール処理を施した後（コレクタ電極１１の形成前）のウェハ２１の反り状態の例を示す。なお、図２では、オリフラ（オリエンテーションフラットの略であり、図中Ｏ．Ｆ．と記す）２２の位置をＣ、その反対側をＡ、Ａ−Ｃ方向に対して垂直な中心線の両端側を、それぞれ、Ｂ、Ｄと位置づけている。また、図３、４において、図（ａ）は、図２中のＢ−Ｄ方向投射図（Ｈ矢視図）であり、図（ｂ）は、図２中のＡ−Ｃ方向投射図（Ｉ矢視図）である。

図２に示すウェハ２１は、表面の結晶面方位が（１００）面であり、オリフラ２２の結晶面方位が（０１１）面の６インチ−ＦＺシリコンウェハ２１である。

そして、上記したように、このウェハ２１に対して、ウェハ２１の表面側に対して素子を形成する工程、イオン注入工程、アニール工程を順に行った後では、このウェハ２１は、図３に示すように、オリフラ２２に平行な方向（Ｂ−Ｄ方向）か、図４に示すように、オリフラ２２に垂直な方向（Ａ−Ｃ方向）のどちらかに反る。

なお、ウェハ２１の反り方向とは、弓なりになっている方向、言い換えると、ウェハ２１の直径両端が近づく方向を意味する。したがて、図３（ａ）、（ｂ）では、図２中のＢ−Ｄ矢印方向で弓なりになっているため、Ｂ−Ｄ方向でウェハ２１が反っていると言い、図４（ａ）、（ｂ）では、図２中のＡ−Ｃ矢印方向で弓なりになっているため、Ａ−Ｃ方向でウェハ２１が反っていると言う。

また、図５に、図２とはオリフラ２２の結晶面が異なるウェハ２１の上面図を示し、図６（ａ）、（ｂ）のそれぞれに、図５に示すウェハ２１に対してアニール処理を施した後（コレクタ電極１１の形成前）のウェハ２１の反り状態の例を示す。なお、図６（ａ）、（ｂ）は、Ｊ矢視図である。

図５に示すウェハ２１は、オリフラ２２の結晶面方位が（００１）面である点が図２に示すウェハ２１と異なり、その他は図２に示すウェハ２１と同じである。そして、このウェハ２１に対して、同様に、上記アニール工程を行った後では、このウェハ２１は図６（ａ）に示すように、ウェハ２１のオリフラ２２に垂直な方向と時計回りに４５°をなす方向（Ｄ−Ｅ方向）、図６（ｂ）に示すように、オリフラ２２に平行な方向と時計回りに４５°をなす方向（Ｆ−Ｇ方向）のどちらかに反る。

このように、ウェハ２１の反り方向は、オリフラ２２、すなわち、ウェハ２１の表面に対して垂直な面における結晶面方位に依存している。

なお、ウェハ２１の反り量については、ウェハ径、素子のパターニング密度、ゲート構造、原石の種類によって決まる。これは、ウェハ径によって、ウェハ２１の自重が決まり、ウェハ２１の自重の大きさによって反り量が異なるからであり、また、例えば、トレンチゲート構造の場合、トレンチゲートのパターニング密度によって、反り量が異なるからであり、また、ゲート構造がトレンチゲート構造か、プレーナゲート構造かによって反り量が異なるからである。

例えば、図２、５に示すウェハ２１の厚さが約１５０μｍのとき、アニール工程後のウェハ２１の反り量２３（図３（ｂ）参照）は、２ｍｍ程度であった。

次に、ウェハの素子パターンに応じた反り方向特性について説明する。

図７に、上記製造工程において、コレクタ電極１１が形成された後のウェハ２１の上面図を示す。図７に示すように、ウェハ２１には、複数の半導体素子（ＩＣチップに相当する領域）２４が、オリフラ２２に対して平行および垂直な方向のメッシュ状に、パターニングされている。なお、半導体素子２４は、上記したＰ型ベース領域４、Ｎ^＋型エミッタ領域８の不純物領域およびゲート電極７、エミッタ電極１０等の電極を有している。

このような素子パターンを有するウェハは、コレクタ電極１１形成後に、図２に示すウェハと同様に、図３に示すように、オリフラ２２に平行な方向（Ｂ−Ｄ方向）か、図４に示すように、オリフラ２２に垂直な方向（Ａ−Ｃ方向）のどちらかに反る。なお、図７のＫ矢視図が図３、４の図（ａ）に相当し、図７のＬ矢視図が図３、４の図（ｂ）に相当する。

このように、ウェハ２１の反り方向は、素子パターンの方向（素子の配列方向）に依存し、ウェハ２１は素子の配列方向である２方向のどちらかに沿った方向に反る。

なお、この場合のウェハ２１の反り量についても、ウェハ径、素子のパターニング密度、ゲート構造によって決まる。例えば、ウェハ２１の板厚が約１５０μｍのとき、コレクタ電極１１の形成後におけるウェハ２１の反り量２３（図３（ｂ）参照）は、約７ｍｍ程度であった。

次に、コレクタ電極１１の形成前後で、ウェハ２１の反り方向特性が異なる理由について説明する。

ウェハ２１のそり方向は、素子パターンの方向およびウェハ２１の表面に対して垂直な方向の面での結晶面方位の両方が影響しているが、素子パターンの方向、結晶面方位のどちらか一方が支配的となる。そして、そり方向に対して、素子パターンの方向、結晶面方位のどちらが支配的になるかは、ウェハ２１の状態、すなわち、応力がウェハ２１のどこで発生しているかによって、決まる。

上記した製造工程において、コレクタ電極１１の形成前の段階では、例えば、アニール工程での熱処理によって、ウェハ２１の内部で応力が発生するため、結晶面方位の影響が支配的となる。このため、コレクタ電極１１の形成前では、ウェハの反り方向特性は、上記のように結晶面方位に応じたものとなる。

一方、コレクタ電極１１の形成後の段階では、ウェハ２１の裏面に５μｍ程度のＮｉ膜を成膜することにより、ウェハ２１の表面の素子パターン面とＳｉ基板の間に応力が発生するため、素子パターンの影響が支配的となる。このため、コレクタ電極１１の形成後では、ウェハの反り特性は、上記のように素子パターンの方向に応じたものとなる。

そこで、本実施形態では、以下に説明するように、これらの反り方向特性を利用して、イオン注入工程と、保護膜の形成工程内のコート工程、ベーク工程、クーリング工程と、コレクタ電極１１の形成工程等の各製造工程内で、ウェハ２１の反り方向を揃える処理を施している。

具体的には、イオン注入工程、保護膜の形成工程、コレクタ電極１１の形成工程等では、それぞれ、イオン注入装置、コーター、スパッタ装置等の各装置のステージ上にウェハを載せ、ウェハに対してイオン注入、保護膜形成等の各処理を施した後、ウェハ２１を一定の方向に反らす。そして、搬出用ロボットアームをウェハ２１の下に挿入し、このアームにより、ステージからウェハ２１を次工程に搬出している。

このとき、各装置のステージおよびロボットアームとしては、図８、９に示すものを用いる。図８（ａ）にステージの上面図を示し、図８（ｂ）にステージのＭ−Ｍ線断面図を示す。また、図９（ａ）に、ロボットアームの上面図を示し、図９（ｂ）にロボットアームのＮ矢視図を示す。なお、図８（ｂ）、９（ｂ）は、ステージ３１上にウェハ２１が搭載されている状態の図である。

ステージ３１は、ウェハ２１が載せられるものであり、ウェハ２１の搭載面であるステージ表面３１ａは、平面で、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ウェハ２１に対応して円形状で、ステージ３１の表面全域に、吸着孔３２が設けられている。この吸着孔３２は、図示しない吸引手段としての真空ポンプと連通しており、吸着孔３２から空気を吸引することで、ステージ上のウェハ２１が、ステージ３１の表面３１ａに吸着するようになっている。

また、吸着孔３２のうち、ステージ３１の１つの中心線上に位置する第１の吸着孔３２ａと、その他の部位に位置する第２の吸着孔３２ｂとは、図８（ｂ）に示すように、ステージ３１の内部で連通しておらず、互いに独立している。

なお、図８（ａ）では、便宜上、第１の吸着孔３２ａに斜線を付している。また、第１の吸着孔３２ａの位置は、言い換えると、ステージ表面３１ａのうち、ステージ上にウェハ２１が載せられたとき、ウェハ２１の１つの中心線近傍部分を吸着できる位置である。第１の吸着孔３２ａ、第２の吸着孔３２ｂのそれぞれが、特許請求の範囲に記載の第１の吸着部、第２の吸着部に相当する。

また、図示しないが、ステージ３１には、第１の吸着孔３２ａのみから空気を吸引したり、第１、第２の吸着孔３２ａ、３２ｂから空気を吸引したりできる切り替え手段が設けられている。この切り替え手段が、特許請求の範囲に記載の第１の吸着部および第２の吸着部に前記半導体ウェハを吸着させた状態から、前記第１の吸着部のみに前記半導体ウェハを吸着させた状態に変更する機構に相当する。

このように、ステージ３１は、その表面３１ａにウェハ２１が載せられた場合に、ウェハ２１の裏面の全域（全面）を吸着する状態から、ウェハ２１の中心線部分のみを吸着する状態に変更できるようになっている。なお、ウェハ２１の表面を下に向けて、ステージ３１に載せた場合では、ウェハ２１の表面がステージに吸着される。

また、ステージ３１には、ウェハ２１をステージ表面３１ａから持ち上げるためのピン３３が設けられている。このピン３３は、所望の反り方向を維持させたまま持ち上げられる位置に配置されている。例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ステージ表面３１ａのうち、第１の吸着孔３２ａを挟んだ両側に、２つずつ、合計４つ配置されている。

また、このピン３３は、図８（ｂ）に示すように、ステージ表面３１ａと同じ高さの位置から、図中破線で示すように、ステージ表面３１ａから突出する高さの位置に、アクチュエータ等の可動手段により、可動するようになっている。

一方、ロボットアーム４１は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、２本のアームからなるアーム部４２とアーム部４２を支持する支持部４３とを有している。このロボットアーム４１が特許請求の範囲に記載の搬送手段に相当する。そして、ステージ３１上のウェハ２１を搬出するとき、ウェハ２１の外周側の部分を持ち上げられる位置にアーム部４２が位置するように、２本のアームの間隔が設定されており、ウェハ２１の反りが自重で崩れず、所望の反り方向を維持させたまま搬送できる形状となっている。なお、ウェハ２１の外周側とは、例えば、直径を４分割した場合の外周端から４分の１の領域内である。

また、ロボットアーム４１には、ウェハ２１が一定の方向で反っていることを検出できるセンサ４４が設けられている。具体的には、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、２個のセンサ４４が、支持部４３の天地方向上側と下側の位置であって、所望の方向に反った状態のウェハ２１の下にロボットアーム４１を挿入したときに、ウェハ２１を上下で挟む位置に配置されている。

これらの２個のセンサ４４によって、それらのセンサ４４間に、ウェハ２１が存在するか否かで、ウェハ２１が一定の方向に反っているか否かが検出される。なお、ここでは、このようなセンサ４４を用いる場合を例として説明したが、ウェハ２１の反り方向を検出できるセンサであれば、他のセンサを用いることもできる。

図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に、ウェハ２１を一定の方向に反らす方法を説明するための図を示す。なお、図１０では、図８（ｂ）と同一の構成部には、図８（ｂ）と同一の符号を付している。

まず、図示しないが、ステージ３１の表面上にウェハ２１を載せるとき、ウェハ２１を反らしたい方向と第１の吸着孔３２ａの方向とが垂直となるようにして、ウェハ２１を載せる。

このとき、イオン注入工程、保護膜形成工程等のコレクタ電極１１の形成前の工程では、上記したウェハ２１の結晶面方位に応じた反り方向特性を利用する。すなわち、例えば、図２に示すように、オリフラ２２の結晶面方位が（０１１）面のとき、ウェハ２１は、オリフラ２２に対して、平行または垂直な２方向のどちらかの方向で反る。そこで、すべてのウェハ２１の反り方向をオリフラ２２に対して平行な方向に統一する場合、ウェハ２１のオリフラ２２を特定し、このオリフラ２２の方向と第１の吸着孔３２ａの方向とが垂直となるようにする。なお、オリフラの方向は、センサ等により検出する。

これに対して、コレクタ電極１１の形成後の工程では、上記したウェハの２１の素子パターンに応じた反り方向特性を利用する。すなわち、例えば、図７に示すように、オリフラ２２に対して、オリフラ２２に対して平行および垂直な方向のメッシュ状に素子が配置されている場合、ウェハ２１は、オリフラ２２に対して、平行または垂直な２方向のどちらかの方向で反る。したがって、すべてのウェハ２１の反り方向をオリフラ２２に対して平行な方向に統一する場合、ウェハ２１のオリフラ２２を特定し、このオリフラ２２の方向と第１の吸着孔３２ａの方向とが垂直となるようにする。

そして、図１０（ａ）に示すように、イオン注入等の各処理をウェハ２１に施すため、ウェハ２１を平坦な状態にし、吸着孔３２ａ、３２ｂから空気を吸引することで、ウェハ２１の全面をステージ３１の表面に吸着させる。このとき、ウェハ２１を平坦な状態にする方法としては、例えば、特開２００３−１０４５４７号公報に記載の技術を利用することができる。

ウェハ２１への処理が終了した後、図１０（ｂ）に示すように、まず、第２の吸着孔３２ｂの吸着を開放し、ウェハ２１を第１の吸着孔３２ａのみに吸着させる。

ここで、反りが生じる薄さのウェハ２１を平坦な状態にした場合、半導体ウェハに対して反った状態に戻ろうとする力が働く。このため、ウェハ２１の全面を吸着した状態から、この吸着を一気に解くと、ウェハは吸着から開放され、反った状態に戻ろうとする。ただし、この場合、ウェハ２１の反り方向は、図３、４により、説明したように、２方向のどちらかに限られるが、すべての吸着を同時に開放した場合では、複数のウェハ２１の反り方向を揃えることができない。

そこで、このように、第２の吸着孔３２ｂの吸着を開放し、ウェハ２１を第１の吸着孔３２ａのみに吸着させることで、常に、ウェハ２１をオリフラ２２に対して平行な方向（図２に示すＢ−Ｄ方向）で反らすことができる。なお、このように、ウェハ２１をオリフラ２２に対して平行な方向に反らすことが、特許請求の範囲に記載の「特定の結晶面方位に対して一定の方向をなすように前記半導体ウェハを反らす」、もしくは、「特定の配列方向に平行な一定の方向で前記半導体ウェハを反らす」ことに相当する。

続いて、第１の吸着孔３２ａの吸着を開放した後、図１０（ｃ）に示すように、ピン３３を上昇させることで、オリフラ２２に対して平行な方向での反りを維持させたまま、ウェハ２１を持ち上げる。

そして、図９（ｂ）に示すように、ウェハ２１の下にロボットアーム４１を挿入して、ロボットアーム４１により、ウェハ２１を次工程に搬送する。

このとき、異常等により、ウェハ２１の反り方向が、所望の反り方向、すなわち、オリフラ２２に対して平行な方向になっていないことをロボットアーム４１のセンサ４４が検出した場合、ウェハ２１の搬出をストップする。この場合、再度、ウェハ２１の全面吸着、第２の吸着孔３２ｂ、第１の吸着孔３２ａの順での開放を行うことで、ウェハ２１の反り方向を所望の方向とする。

このようにして、イオン注入工程、保護膜の形成工程（コート工程、ベーク工程、クーリング工程）、コレクタ電極１１の形成工程等の各製造工程内で、ウェハ２１の反り方向を揃える処理が施され、オリフラ２２に対して平行な方向に反った状態を維持しながら、ウェハ２１が次工程に搬送される。

なお、ここでは、オリフラ２２に対して平行な方向に反らす場合を説明したが、ウェハ２１のオリフラ２２の方向と第１の吸着孔３２ａの方向とを平行にして、ウェハ２１をステージ３１に載せることで、ウェハ２１をオリフラ２２に対して垂直な方向に反らすこともできる。

次に、本実施形態で用いられるキャリアおよびボートについて説明する。

本実施形態の製造工程では、例えば、アニール工程から保護膜形成工程に移る際や、コレクタ電極１１の形成工程から次の工程へ移る際等、ある工程から次の工程に移る際、複数のウェハ２１を同時に移動させるために、キャリアが用いられている。なお、キャリアは、ウェハを保持、保管、運搬するための治具である。

また、例えば、アニール工程において、複数のウェハ２１に対して同時に熱処理を施すために、ボートが用いられている。ボートは、複数のウェハを保持するための処理装置治具である。

ここで、図１１〜１４に本実施形態で用いられるキャリアを示す。図１１はキャリアの正面図であり、図１２はキャリアの背面図であり、図１３はキャリアの上面図である。また、図１４は一定方向に反った状態の複数のウェハ２１が収納された状態であるキャリアの正面図である。なお、図１２ではキャリアの背面を省略しており、図１３ではキャリアの天板を省略している。

図１１〜１３に示すように、キャリア５１は、キャリア５１の外形をなす外壁５２と、外壁５２のうち、キャリア５１の側面５２ａ、背面５２ｂのキャリア内部側の面に設けられており、キャリア５１の内部でウェハ２１を保持する複数のフィン５３とを有している。複数のフィン５３は、互いに、一定の間隔で、かつ、平行に配置されている。

なお、キャリア５１、フィン５３がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の保持手段、保持部に相当する。

具体的には、フィン５３は、図１３に示すように、キャリアの上面側から見たとき、キャリアの前面から奥までのうち、前面から約半分ほどの部位、すなわち、前面側に位置する部位５３ａが所定の幅を有する直線形状（長方形）であり、残りの奥側に位置する部分５３ｂがウェハ２１と同程度の曲率である半円の円弧形状であって、所定の幅を有する形状である。なお、フィン５３の奥側の部分５３ｂは、外壁の背面部５２ｂに設けられた支持部５４により、支持されている。

また、図１２に示すように、フィン５３のうち、奥側に位置する部分５３ｂは、フィン５３が一定の方向に反った状態のウェハ２１を保持する場合に、奥側に位置する部分５３ｂの全体がウェハ２１の裏面のうちの外周部分と面で接するように、ウェハ２１に対向する面がウェハ２１の反りに応じて湾曲している。すなわち、フィン５３のうち、奥側に位置する部分５３ｂは、奥行き方向（ウェハ２１を挿入する方向）に行くにしたがって、徐々に、前面側の部分５３ａよりも下側に下がっている。

このように、フィン５３は、キャリア５１の奥にも設けられ、その奥側の部分５３ｂは、一定の方向に反った状態のウェハ２１を保持できる位置に配置されており、フィン５３の高さが、一定の方向に反った状態のウェハ２１を保持できるように調整されている。

また、フィン５３の奥側の部分５３ｂは、ウェハ２１の反りに対応した形状となっており、フィン５３は、前面側の部分５３ａと奥側の部分５３ｂを合わせた全体の面で、一定の方向に反った状態のウェハを受けるようになっている。

そして、隣り合うフィン５３同士の間隔（ウェハの保持間隔）５５は、それぞれのフィン５３にウェハ２１を保持させたときに、隣り合うウェハ同士が接触せず、かつ、ウェハとウェハとの間にアームを挿入できるように、ウェハの厚さと、アームの厚さを考慮して決められている。

本実施形態では、この間隔５５は、反りの無いウェハで規格化されているキャリアと同様の保持間隔であり、例えば、ウェハの径が６インチで、厚さが１５０μｍのとき、４．７６ｍｍである。また、溝幅５６は、例えば、２．５ｍｍである。

また、フィン５３の幅５７は、例えば、１１．２ｍｍである。また、フィン５３の奥側に位置する部分５３ｂの下がり幅５８は、ウェハの反り量２３と同程度であり、コレクタ電極１１の形成前に用いるキャリアでは、例えば、２ｍｍであり、コレクタ電極１１の形成後に用いるキャリアでは、例えば、７ｍｍである。

そして、図１３に示すように、キャリア５１の正面（図１１参照）からウェハ２１が、ウェハ２１の反り方向に対して垂直な方向で挿入され、各フィン５３の上にウェハ２１が載せられる。このようにして、図１４に示すように、複数のウェハ２１がキャリア５１の内部に保持される。

図１５に、本実施形態で用いられるウェハボートの斜視図を示す。

図１５に示すように、ボート６１は、複数の軸６２を有している。この軸６２には、ウェハを保持するための溝６３が設けられている。なお、ボート６１、溝６３がそれぞれ、特許請求の範囲に記載の保持手段、保持部に相当する。

そして、図中手前側から図中奥側に向かって、ウェハ２１の反り方向に対して垂直な方向でウェハ２１が挿入され、各軸６２の溝６３にウェハ２１の外周端が位置することで、ウェハ２１がボート６１の内部に保持されるようになっている。

１枚のウェハ２１を保持する溝６３の位置については、例えば、ウェハ２１が挿入される側に位置する軸６２ａの溝６３ａよりも、奥側に位置する軸６２ｂの溝６３ｂの方が低い位置となっている。このように、溝６３の高さが、一定の方向に反った状態のウェハ２１を保持できるように調整されている。

なお、奥側に位置する軸６２ｂの溝６３ｂの位置は、ウェハ２１の反りに応じて決められる。例えば、ウェハの反りが２ｍｍの場合、奥側に位置する軸６２ｂの溝６３ｂを、ウェハ２１が挿入される側に位置する軸６２ａの溝６３ａよりも２ｍｍ低い位置とする。

また、同一の軸６２に設けられた溝６３の間隔については、キャリアのフィン同士の間隔５５と同様に設定される。

そして、このような構成のキャリア５１やボート６１を用い、このキャリア５１等に一定の方向に反ったウェハ２１を搬入（収納）する場合、同一の方向に反った状態を維持しながら、複数のウェハ２１を搬送し、同一の方向に反った状態で、複数の半導体ウェハを収納する。また、このキャリア５１等からウェハ２１を搬出する場合、同一の方向に反った状態を維持しながら、複数のウェハ２１を搬送する。

次に、本実施形態の主な効果について説明する。

（１）本実施形態では、上記したように、イオン注入工程と、保護膜の形成工程内のコート工程、ベーク工程、クーリング工程と、コレクタ電極１１の形成工程等の各製造工程内において、ウェハ２１のオリフラ２２を特定し、オリフラ２２の方向と第１の吸着孔３２ａの方向とが垂直（もしくは平行）となるように、ウェハ２１をステージ３１に載せている。

そして、ウェハ２１の全面をステージ３１の表面に吸着させ、ウェハ２１に各処理を施した後、第２の吸着孔３２ｂ、第１の吸着孔３２ａの順に、吸着を開放することで、ウェハ２１を、オリフラ２２に対して平行な（もしくは垂直な）方向に反らし、その方向で反った状態を維持しながら、ウェハ２１を次工程に搬送するようにしている。

このように、本実施形態では、ウェハ２１をステージ３１から移動させる前に、ウェハ２１を、オリフラ２２に対して垂直（もしくは平行な）方向、すなわち、一定の方向に反らしているので、常に、一定方向に反った状態で、ウェハを搬送することができる。

これにより、一定方向に反った状態のウェハ２１が良好に搬送されるように製造装置を設定することで、ウェハ２１の搬送の際に、ウェハ２１がウェハを搬送する経路近傍に位置する各装置の部品に当たって、ウェハ２１に割れ欠けが生じるのを抑制することができる。

（２）さらに、本実施形態では、ウェハ２１の反りを一定の方向に維持したまま、キャリア５１やボート６１に搬入するようにしている。

ここで、図１６に、ウェハの反り方向を揃えないでキャリア７１にウェハを収納する場合におけるキャリア７１の正面図を示す。図１６に示すように、ウェハ２１の反り方向を揃えない場合では、ウェハ同士が干渉しないように、フィン７２同士の間隔（ウェハの保持間隔）７３を広く設定する必要があった。すなわち、ウェハの保持間隔を、反っていない状態のウェハを保持する場合の保持間隔に対して、余裕度を持たせた大きさとする必要があった（特許文献１参照）。なお、フィン７２は、図１１〜１４に示すキャリア５１のフィン５３のうち、側面に位置する部分５３ａと同様の形状である。

これに対して、本実施形態では、ウェハ２１の反り方向が揃っているため、キャリア５１およびボート６１におけるウェハ２１の保持間隔を、割れ欠けの発生を抑制するのに必要な距離を保ちつつ、図１６に示すキャリアと比較して、小さくすることができる。

この結果、本実施形態によれば、図１６に示すキャリアを用いる場合と比較して、一度に運搬等できるウェハの数を多くすることができる。また、同様に、ウェハ保持間隔が広いボートを用いる場合と比較して、一度に処理できるウェハの数を多くすることができる。

（３）本実施形態では、フィン５３は、前面側に位置する部位５３ａが所定の幅を有する直線形状（長方形）であり、残りの奥側に位置する部分５３ｂが、所定の幅を有し、ウェハ２１と同程度の曲率である半円の円弧形状であって、フィン５３のうち、奥側に位置する部分５３ｂが、フィン５３が一定の方向に反った状態のウェハ２１を保持する場合に、奥側に位置する部分５３ｂの全体がウェハ２１と面で接するように、ウェハ２１に対向する面がウェハ２１の反りに応じて湾曲しているキャリア５１を用いるようにしている。

ここで、ウェハをその直径の両端部分でのみ保持するようにフィンが設けられているキャリアを用いる場合では、ナイフエッジ（ウェハの端部がナイフのように鋭くなっている状態）がフィンに突き刺さり、フィンにささくれが生じることがあった。そして、ウェハをキャリアの内部に挿入する際、ウェハがフィンのささくれに引っ掛かってしまうと、ウェハを挿入する力によって、ウェハが割れてしまうことがあった。

これに対して、本実施形態では、ウェハ２１の直径両端部だけでなく、ウェハ２１の外周の半分をフィン５３で保持するキャリアを用いるようにしている。

これにより、本実施形態によれば、ウェハを直径の両端部分でのみ保持するキャリアを用いる場合と比較して、フィンのウェハと接する面積を増大させることができ、ウェハを挿入したときに、ウェハからフィンにかかる圧力を緩和することができる。この結果、ウェハのナイフエッジがフィンに突き刺さるのを抑制することができ、ささくれの発生およびそれによって生じるウェハの割れを抑制することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、保護膜の形成工程内のベーク工程、クーリング工程において、表面３１ａが平面であるステージ３１を用いる場合を説明したが、本実施形態のように、以下に説明するステージを用いることもできる。

図１７に、本実施形態で用いるステージの側面図を示す。図１７（ａ）に示すように、本実施形態のステージ８１は、ウェハ２１が搭載されるステージ表面８１ａが、反った状態のウェハ２１に対応して、湾曲している。

また、このステージ８１においても、図８に示すステージ３１と同様に、ピン８２が設けられており、図示しない複数の吸着孔が設けられている。なお、これらの吸着孔は、一般的なステージと同様に、ステージ８１の内部で、互いに連通している。

そして、図１７（ａ）に示すように、ステージ表面８１ａに、反った状態のウェハ２１が吸着された状態では、ピン８２はステージ表面８１ａよりも低い位置にあり、図１７（ｂ）に示すように、ウェハ２１をステージ８１から搬出する場合では、ピン８２がステージ表面８１ａよりも高い位置に稼働するようになっている。

第１実施形態では、ベーク工程、クーリング工程においても、ステージにウェハを全面吸着させた後、第２の吸着孔３２ｂ、第１の吸着孔３２ａの順に開放することで、ウェハ２１を一定の方向に反らしていた。

しかしながら、ベーク工程やクーリング工程では、ウェハ２１に対して熱処理を施すことから、ウェハ２１を平坦な状態にしなくても良い。そこで、ベーク工程やクーリング工程において、図１７に示す構造のステージ８１を用い、一定の方向の反りを維持したままウェハ２１をステージ表面８１ａに吸着させて、熱処理を施した後、吸着を開放し、一定の方向の反りを維持したままウェハ２１を次工程へ搬送することができる。

これにより、ステージにウェハを全面吸着させた後、第２の吸着孔３２ｂ、第１の吸着孔３２ａの順に開放することで、ウェハ２１を一定の方向へ反らすという工程を省略することができる。

なお、ベーク工程やクーリング工程が特許請求の範囲に記載の半導体ウェハに対して所定の処理を施す工程に相当する。また、本実施形態では、ベーク工程やクーリング工程を例として説明したが、反った状態のウェハ２１をステージに吸着して、ウェハ２１を処理できる工程であれば、他の工程においても、図１７に示す構造のステージ８１を用いることができる。

（他の実施形態）
（１）図１８に他の実施形態におけるウェハの搬送手段を示す。上記した各実施形態では、ウェハ２１の搬送手段として、ロボットアーム４１を用いる場合を例として説明したが、ロボットアーム４１の代わりに、図１８に示すように、２つのベルト９１を用いて、ウェハ２１を搬送することもできる。

この２つのベルト１９は、紙面垂直方向に伸びており、紙面垂直方向に、ウェハ２１を搬送するようになっている。

このようにベルト搬送する場合においても、ウェハ２１を一定の方向に反らした後、この反り方向を維持させたままウェハ２１を搬送できるように、２つのベルト９１の間隔を調整する。具体的には、ベルト９１をウェハ２１の外側の領域内に位置させる。なお、この外側の領域とは、ウェハの直径を４分割した場合の外周側から４分の１の領域である。

また、このベルト９１に対して、ロボットアーム４１と同様に、ウェハ２１が一定の方向で反っていることを検出できるセンサを設けることもできる。

（２）第１実施形態では、フィン５３が、直線部分５３ａと半円の円弧部分５３ｂとを有する形状のキャリアを用いる場合を例として説明したが、一定の方向に反った状態のウェハ２１を保持できるように、フィンが設けられているキャリアであれば、他のキャリアを用いることもできる。

例えば、キャリアの側面５２ａと背面５２ｂ（図１１〜１３参照）にそれぞれ別体となっているフィンが設けられ、背面５２ｂのフィンの位置が、側面５２ａのフィンよりも低い位置に配置されているキャリアを用いることができる。

（３）第１実施形態では、イオン注入工程と、保護膜の形成工程内のコート工程、ベーク工程、クーリング工程と、コレクタ電極１１の形成工程等の各製造工程内で、ウェハ２１の反り方向を揃える処理を施す場合を例として説明した。

これに対して、従来の製造工程に対して、ウェハの反り方向を揃える工程を別途追加することもできる。すなわち、イオン注入工程等では、従来構造のステージを用いて、イオン注入した後、その従来構造のステージから、第１実施形態で説明した構造のステージにウェハを搬送して、ウェハの反り方向を揃える工程を実施することもできる。

（４）上記した各実施形態では、ウェハ２１の反り方向を揃える処理を施す際に、ウェハ２１のオリフラ２２の結晶面方位が（０１１）面のとき、すべてのウェハ２１の反り方向をオリフラ２２に対して平行な方向に統一するために、オリフラ２２の方向と第１の吸着孔３２ａの方向とが垂直となるように、ステージ上にウェハ２１を搭載する場合を例として説明した。

これに対して、オリフラ２２の結晶面方位が（００１）面のときでは、オリフラ２２の結晶面方位が（０１１）面のときに対して、時計回りに４５°回転させた状態で、ステージ上にウェハ２１を搭載すればよい。

これにより、ウェハ２１の反り方向を、図６（ａ）に示すように、ウェハ２１のオリフラ２２に垂直な方向と時計回りに４５°をなす方向（Ｄ−Ｅ方向）、図６（ｂ）に示すように、オリフラ２２に平行な方向と時計回りに４５°をなす方向（Ｆ−Ｇ方向）のどちらかに統一させることができる。

また、上記した各実施形態では、表面の結晶面方位が（１００）面であり、オリフラ２２の結晶面方位が（０１１）面もしくは（００１）面のシリコンウェハを用いる場合を例として説明したが、表面およびオリフラの結晶面方位を他の面方位としたシリコンウェハを用いることもできる。また、シリコンウェハに限らず、他の種類のウェハを用いることもできる。

（５）上記した各実施形態では、オリフラの方向と第１の吸着孔３２ａの方向とを、垂直もしくは平行となるように、ウェハ２１をステージ３１に載せる場合を例として説明したが、オリフラを用いなくても、ウェハ２１の表面に対して垂直な方向での結晶面方位、素子パターン方向を認識できる他の方法により、第１の吸着孔３２ａの方向と、結晶面方位、素子パターン方向とを設定することもできる。

例えば、ウェハの結晶面方位や素子パターン方向を、ウェハに形成したノッチにより、特定する場合では、このノッチに基づいて、第１の吸着孔３２ａの方向と、結晶面方位、素子パターン方向とを設定できる。

（６）上記した各実施形態では、ＦＳ型ＩＧＢＴを製造する場合を例として説明したが、反りが生じるウェハを用いて半導体装置を製造する製造方法であれば、他の半導体装置の製造方法においても、本発明を適用することができる。

また、上記した各実施形態では、吸着を２段階に開放する機構を有するステージを用いて、ウェハを一定の方向に反らす場合を例として説明したが、他の方法により、ウェハを一定の方向に反らすこともできる。

本発明の第１実施形態における半導体装置の断面図である。 表面の結晶面方位が（１００）面であり、オリフラ２２の結晶面方位が（０１１）面であるウェハの上面図である。 図２のウェハにおけるウェハの結晶面方位に応じた反り方向特性について説明するための図であり、（ａ）はＢ−Ｄ方向での投射図であり、（ｂ）はＡ−Ｃ方向での投射図である。 図２のウェハにおけるウェハの結晶面方位に応じた反り方向特性について説明するための図であり、（ａ）はＢ−Ｄ方向での投射図であり、（ｂ）はＡ−Ｃ方向での投射図である。 表面の結晶面方位が（１００）面であり、オリフラ２２の結晶面方位が（００１）面であるウェハの上面図である。 図５のウェハにおけるウェハの結晶面方位に応じた反り方向特性について説明するための図であり、図５のウェハのＪ矢視図である。 素子パターンを有するウェハの上面図である。 （ａ）は製造装置のステージの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のステージのＭ−Ｍ線断面図である。 （ａ）はロボットアームの上面図であり、（ｂ）は（ａ）のロボットアームのＮ矢視図である。 ウェハ２１を一定の方向に反らす方法を説明するための図である。 第１実施形態で用いるウェハキャリアの正面図である。 第１実施形態で用いるウェハキャリアの背面透過図である。 第１実施形態で用いるウェハキャリアの上面透過図である。 一定方向に反った状態の複数のウェハ２１が収納された状態である第１実施形態で用いるキャリアの正面図である。 本実施形態で用いられるウェハボートの斜視図である。 ウェハの反り方向を揃えないでウェハを収納する場合におけるキャリアの正面図である。 本発明の第２実施形態で用いるステージの側面図である。 本発明の他の実施形態におけるウェハの搬送手段を示す図である。

符号の説明

２１…ウェハ、２２…オリフラ、２４…素子領域、
３１、８１…ステージ、３２ａ…第１の吸着孔、３２ｂ…第２の吸着孔、
４１…ロボットアーム、４４…センサ、５１…ウェハキャリア、５３…フィン、
６１…ウェハボート、６３…溝。

Claims (14)

1. 半導体ウェハを搬送する工程を有する半導体装置の製造方法において、
   表面および裏面を有する半導体ウェハ（２１）を用意する工程と、
   前記表面に垂直な方向での結晶面方位を特定し、前記特定の結晶面方位に対して一定の方向をなすように前記半導体ウェハ（２１）を反らす工程と、
   前記一定の方向に反った状態を維持しながら前記半導体ウェハ（２１）を搬送する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 保持手段の内部に複数の半導体ウェハを収納する工程を有する半導体装置の製造方法において、
   表面および裏面の結晶面方位が同一の複数の半導体ウェハ（２１）を用意する工程と、
   複数の半導体ウェハ（２１）における前記表面に垂直な方向での結晶面方位を揃え、かつ、特定の前記結晶面方位に対して一定の方向をなすように前記半導体ウェハ（２１）を反らすことで、前記複数の半導体ウェハ（２１）を同一の方向に反らす工程と、
   複数の半導体ウェハ（２１）を内部に保持する保持手段（５１、６１）を用意する工程と、
   同一の方向に反った状態を維持しながら、前記複数の半導体ウェハ（２１）を前記保持手段（５１、６１）まで搬送する工程と、
   前記保持手段（５１、６１）の内部に、同一の方向に反った状態で、前記複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
3. 電極を有する複数の半導体素子（２４）が形成された半導体ウェハ（２１）を用意する工程と、
   前記半導体ウェハ（２１）に形成された複数の半導体素子（２４）の配列方向を特定し、前記特定の配列方向に平行な一定の方向で前記半導体ウェハ（２１）を反らす工程と、
   前記一定の方向に反った状態を維持しながら、前記半導体ウェハ（２１）を搬送する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. 電極を有する複数の半導体素子（２４）が形成され、かつ、前記複数の半導体素子（２４）の配列パターンが同一である複数の半導体ウェハ（２１）を用意する工程と、
   前記複数の半導体ウェハ（２１）における前記半導体素子（２４）の配列方向を揃え、かつ、特定の前記配列方向に対して平行な一定の方向で前記半導体ウェハ（２１）を反らすことで、前記複数の半導体ウェハ（２１）を同一の方向に反らす工程と、
   複数の半導体ウェハを内部に保持する保持手段（５１、６１）を用意する工程と、
   同一の方向に反った状態を維持しながら、前記複数の半導体ウェハ（２１）を前記保持手段（５１、６１）まで搬送する工程と、
   前記保持手段（５１、６１）の内部に、同一の方向に反った状態で、前記複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. 前記保持手段（５１、６１）の内部に前記複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程では、１枚の前記半導体ウェハを保持する複数の保持部（５３、６３）が、前記保持手段（５１、６１）の前面側と奥側に配置されており、前記複数の保持部（５３、６３）の高さが、一定の方向に反った状態の前記半導体ウェハ（２１）を保持できるように調整されている前記保持手段（５１、６１）を用いることを特徴とする請求項２または４に記載の半導体装置の製造方法。
6. 前記保持手段（５１）の内部に前記複数の半導体ウェハ（２１）を収納する工程では、前記半導体ウェハを保持するフィン（５３）を有しており、前記フィン（５３）の前記半導体ウェハ（２１）に対向する面が、所定の幅を有し、円盤形状の前記半導体ウェハ（２１）と同程度の曲率である半円の円弧形状であって、前記フィン（５３）が前記半導体ウェハ（２１）を保持しているとき、前記フィン（５３）の前記半導体ウェハ（２１）に対向する面の全体が、前記半導体ウェハ（２１）と接するように、湾曲している前記保持手段（５１）を用いることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 前記半導体ウェハ（２１）を反らす工程では、
   表面（３１ａ）上に前記半導体ウェハ（２１）が載せられるステージ（３１）であって、前記表面（３１ａ）のうち、前記表面（３１ａ）上に搭載される前記半導体ウェハ（２１）の一中心線部分に対応して直線状に配置され、前記半導体ウェハ（２１）に吸着する第１の吸着部（３２ａ）と、前記半導体ウェハ（２１）の前記一中心線部分を除く部分に対応する位置に配置され、前記半導体ウェハ（２１）に吸着する第２の吸着部（３２ｂ）と、前記第１の吸着部（３２ａ）および第２の吸着部（３２ｂ）に前記半導体ウェハ（２１）を吸着させた状態から、前記第１の吸着部（３２ａ）のみに前記半導体ウェハ（２１）を吸着させた状態に変更する機構とを有する前記ステージ（３１）を用い、
   前記第１の吸着部（３２ａ）に対して、前記一定の方向が垂直となるように、前記ステージ（３１）の表面（３１ａ）上に前記半導体ウェハ（２１）を載せ、前記第１の吸着部（３２ａ）および第２の吸着部（３２ｂ）に吸着させることで、前記半導体ウェハ（２１）を平坦な状態に維持した後、
   前記半導体ウェハ（２１）を前記第１の吸着部（３２ａ）のみに吸着させることで、前記半導体ウェハ（２１）を、前記一定の方向に反らすことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
8. 前記半導体ウェハ（２１）を反らす工程では、
   前記ステージ（３１）の表面（３１ａ）のうち、前記第１の吸着部（３２ａ）を挟んだ両側に配置され、前記表面（３１ａ）と同じ高さの位置から前記表面（３１ａ）から突出する高さの位置に可動するピン（３３）を備える前記ステージ（３１）を用いて、前記ピン（３３）を前記表面（３１ａ）と同じ高さの位置とした状態で、前記半導体ウェハ（２１）を反らし、
   前記半導体ウェハ（２１）を搬送する工程では、前記ピン（３３）を前記表面（３１ａ）から突出させることで、前記半導体ウェハ（２１）が前記一定の方向に反った状態を維持しながら、前記半導体ウェハ（２１）を前記表面（３１ａ）から持ち上げた後、前記半導体ウェハ（２１）を搬出することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
9. 前記半導体ウェハ（２１）を搬送する工程では、前記半導体ウェハ（２１）が前記一定の方向で反っていることを検出するセンサ（４４）を備える前記半導体ウェハの搬送手段（４１、９１）を用いて、前記半導体ウェハ（２１）を搬送することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
10. 前記半導体ウェハ（２１）を反らす工程の後に、反った状態の前記半導体ウェハ（２１）に対応して、表面（８１ａ）が湾曲しているステージ（８１）を用い、前記表面（８１ａ）に、前記ステージ（８１）に反った状態の前記半導体ウェハ（２１）を載せた状態で、前記半導体ウェハ（２１）に対して熱処理を施す工程を有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
11. 表面（３１ａ）上に半導体ウェハ（２１）が載せられるステージ（３１）を備える半導体装置の製造装置において、
    前記ステージ（３１）は、前記表面（３１ａ）のうち、前記表面（３１ａ）上に搭載された前記半導体ウェハ（２１）の一中心線部分に対応する位置に直線状に配置され、前記半導体ウェハ（２１）に吸着する第１の吸着部（３２ａ）と、
    前記半導体ウェハ（２１）の前記一中心線部分を除く部分に対応する位置に配置され、前記半導体ウェハ（２１）に吸着する第２の吸着部（３２ｂ）と、
    前記第１の吸着部（３２ａ）および第２の吸着部（３２ｂ）に前記半導体ウェハ（２１）を吸着させた状態から、前記第１の吸着部（３２ａ）のみに前記半導体ウェハ（２１）吸着させた状態に変更する機構とを有していることを特徴とする半導体装置の製造装置。
12. 前記ステージ（３１）は、前記表面（３１ａ）のうち、前記第１の吸着部（３２ａ）を挟んだ両側に配置され、少なくとも、前記ステージ表面と同じ高さの位置から前記表面から突出する高さの位置の間で可動し、前記半導体ウェハ（２１）を持ち上げるためのピン（３３）を備えることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置の製造装置。
13. 表面（８１ａ）上に半導体ウェハ（２１）が載せられるステージ（８１）を備える半導体装置の製造装置において、
    前記ステージ（８１）は、一定の方向で反った状態の半導体ウェハ（２１）に対応して、前記表面（８１ａ）が湾曲しており、
    前記ステージ（８１）の表面（８１ａ）のうち、一定の方向で反った状態を維持させたまま前記半導体ウェハ（２１）を持ち上げられる位置に配置され、少なくとも、前記ステージ表面と同じ高さの位置から前記表面から突出する高さの位置の間で可動し、前記半導体ウェハ（２１）を持ち上げるためのピン（８２）を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
14. 複数の半導体ウェハ（２１）を内部に保持する保持手段（５１）において、
    １枚の前記半導体ウェハを保持する保持部としての複数のフィン（５３）が、前記保持手段（５１）の前面側と奥側に配置されており、前記複数のフィン（５３）の高さが、一定の方向に反った状態の前記半導体ウェハ（２１）を保持できるように調整されており、
    奥側に位置する前記フィン（５３ｂ）は、前記半導体ウェハ（２１）に対向する面が、所定の幅を有し、円盤形状の前記半導体ウェハ（２１）と同程度の曲率である半円の円弧形状であって、前記半導体ウェハ（２１）の挿入方向に進むにしたがって、前面側に位置する前記フィン（５３ａ）よりも下側に徐々に下がるように湾曲しており、
    前記フィン（５３）が前記半導体ウェハ（２１）を保持しているとき、前面側および奥側の前記フィン（５３ａ、５３ｂ）の前記半導体ウェハ（２１）に対向する面の全体が、前記半導体ウェハ（２１）と接するようになっていることを特徴とする半導体ウェハの保持手段。
    

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