JP4826070B2 - 半導体ウエーハの熱処理方法 - Google Patents
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Description
なお、ボートの支持部については、例えば図6(B)に示したように角状の支柱15に長方形の支持部13を形成したものもある。
さらに、スリップの発生をより効果的に防止するため、ウエーハの撓みに対応するように支持面を傾斜させたサセプタも提案されている(特許文献1参照)。
このように支持面の凸曲面が治具の内側に向けて下方に傾斜していれば、被処理体の面取り部と裏面との境界部分が支持面により接し易くなり、裏面キズの発生をより確実に防ぐことができる。
このような曲率半径の範囲内となる凸曲面であれば、応力集中によるスリップやキズがより発生し難く、また、キズの発生領域をより小さくすることができる。
これらの形態の熱処理用治具は半導体ウエーハの熱処理に多く使用されており、支持面を本発明のような凸曲面とすれば、スリップに限らず、裏面キズや面取り部のキズの発生も効果的に抑制することができる。
本発明に係る熱処理用治具を用いて上記のようにしてウエーハの熱処理を行えば、ウエーハが変形したとしても、常に境界部分が支持面と接した状態で支持されるため、面取り部や裏面の内側深くにキズが発生することはなく、デバイス工程で問題となるような裏面キズや面取り部のキズの発生を防ぐことができる。
半導体ウエーハとして特にシリコンウエーハは大直径化しており自重が大きくなっているので、スリップや裏面キズ等が発生し易く、問題となることが多い。そこで、本発明の熱処理用治具を用いてシリコンウエーハの熱処理を行えば、スリップだけでなく裏面キズや面取り部のキズの発生も確実に抑え、歩留りを向上させることができる。
本発明者は、本発明の完成に先立ち、支持面を傾斜させたボートやサセプタを用いてシリコンウエーハを熱処理した場合に、ウエーハの裏面や面取り部にキズが発生する原因を調査したところ、以下のようなことが判明した。
まず、熱処理中、ウエーハが弾性変形すると、図8(A)に示したように、ウエーハWの裏面8が、ボートの支持部先端あるいは環状サセプタ31aの内側の角部37との接触を繰り返して多数の裏面キズ9が生じることが分かった。
また、ウエーハWの裏面8は支持面36と広い面積で接しているため、図8(B)に示したようにサセプタ31bの支持面36のラフネスが大きい場合にも、熱処理中、支持面36の微小な凹凸によって裏面キズ9が発生し易いことが分かった。
また、支持面の傾斜角度を大きくし、ウエーハが撓んだ場合でも常に面取り部7のみを支持することも考えられるが、前述のように面取り部7にキズが入ると、ウエーハのワレやパーティクルの発生原因となるおそれがある。
図1は、本発明に係る熱処理用縦型ボートの一例を示している。この熱処理用ボート1は、天板2と、底板3と、4本の支柱4とを有し、各支柱4は天板2と底板3の間に固定されている。各支柱4には所定の間隔で支持部5が設けられており、支持部5の支持面6は、ボート1の内側に向けて下方に傾斜しているとともに凸曲面状に形成されている。
例えば、シリコンウエーハであれば、ウエーハの面取り部の幅は、面取り形状、仕様等により多少異なるが、ウエーハの直径に係わらず一般的に外周端部から0.3〜0.4mm程度の範囲である。このような面取り部の幅や形状を考慮し、熱処理するウエーハの面取り部と裏面との境界部分を支持するように支持面の凸曲面を形成すれば良い。ただし、凸曲面の曲率半径が0.5mm未満であると、接触面積が小さすぎて応力集中が起き、深いキズやスリップの発生原因となるおそがあるので、0.5mm以上、特に5mm以上とすることが好ましい。
なお、凸曲面の曲率半径は一定のものに限定されず、0.5〜500mmの範囲内で変化しているものとしても良く、例えば、凸曲面の曲率半径がボートの内側に近くなるほど連続的に小さくなるような支持面としても良い。
一方、熱処理用ボートであれば、支柱の数は4本に限らず、増減が可能であり、すなわち3本以下、あるいは5本以上としても良い。また、支持部の形状については、支柱に、図2に示したサセプタと同様の環状あるいは円弧状の支持部を形成したものとすることもできる。
(実施例1)
図2に示したような支持面が内側に向けて下方に傾斜しているとともに凸曲面状に形成されている環状のサセプタを用意した。このサセプタは、SiC製のものであり、外径305mm、内径290mmであり、支持面の凸曲面は、曲率半径が約150〜10mmの範囲内で内側に向けて曲率半径を小さくしたものとした。
このような環状のサセプタを、ショートフィンガータイプの熱処理用ボートにセットした。そして、面取り加工した直径300mmのシリコンウエーハを、その面取り部と裏面との境界部分がサセプタの支持面と接触するように載置した。
熱処理後、熱処理炉からボートを搬出し、熱処理後のウエーハの裏面を目視にて検査したところ、いずれのウエーハにもスリップの発生は確認されず、また、裏面キズは多少発生していたが、面取り部と裏面との境界領域内であり、その後のデバイス工程でも問題とならないものであった。
図8に示したような支持面が平坦面で傾斜した環状のサセプタを用いて、実施例1と同様の熱処理条件でシリコンウエーハの熱処理を行った。なお、使用したサセプタは、外径310mm、内径260mm、支持面の傾斜角度は2°とした。
熱処理後のウエーハを同様に検査したところ、全てのウエーハで、外周端部から20mmの範囲内で微小な裏面キズが多数発生しており、しかも発生位置がウエーハによってばらついていることが確認された。
例えば、本発明に係る熱処理用治具を用いて熱処理する被処理体は、シリコンウエーハに限らず、他の半導体ウエーハ等を熱処理する場合にも適用することができる。
6…支持面、 7…面取り部、 8…裏面、 9…裏面キズ、 10…熱処理用ボート、
11…スリット(溝)、 12,13…支持部、 14,15…支柱、
20…熱処理炉、 31…サセプタ、 36,46,56,66…支持面、
37…角部、 41,51,61…環状サセプタ、 47…境界部分(接点)、
W…ウエーハ。
Claims (6)
- 面取り加工されている半導体ウエーハを熱処理する方法において、前記半導体ウエーハの裏面側を支持する支持部を有し、該支持部の支持面が、凸曲面状に形成されており、前記半導体ウエーハを水平に支持する熱処理用治具を用い、前記半導体ウエーハの面取り部と裏面との境界部分が前記凸曲面状に形成された支持面と接触するようにウエーハを支持して熱処理を行うことを特徴とする半導体ウエーハの熱処理方法。
- 前記支持面の凸曲面は、治具の内側に向けて下方に傾斜しているものであることを特徴とする請求項1に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
- 前記支持面の凸曲面は、曲率半径が0.5〜500mmの範囲内で一定または変化しているものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
- 前記熱処理用治具が、天板と、底板と、該天板と底板の間に固定された支柱とを有し、該支柱に前記支持部が設けられている熱処理用縦型ボートであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
- 前記熱処理用治具が、前記半導体ウエーハを裏面周縁部に沿って支持する支持部を有する円弧状または環状のサセプタであることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
- 前記熱処理する半導体ウエーハが、シリコンウエーハであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の半導体ウエーハの熱処理方法。
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