JP7635708B2 - Tray for insulating film forming apparatus, insulating film forming apparatus, and insulating film forming method - Google Patents

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Description

本発明は、絶縁膜形成装置用トレー、絶縁膜形成装置および絶縁膜形成方法に関する。 The present invention relates to a tray for an insulating film forming device, an insulating film forming device, and an insulating film forming method.

近年、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、DRAM(Dynamic Random Access Memory)、パワートランジスタおよび裏面照射型固体撮像素子等の種々の半導体デバイスにおいて、シリコンウェーハなどの半導体ウェーハ上にシリコンなどのエピタキシャル層が形成されたエピタキシャルウェーハを基板として用いるのが一般的である。 In recent years, epitaxial wafers, which are semiconductor wafers such as silicon wafers on which epitaxial layers of silicon or the like are formed, have become common as substrates for various semiconductor devices such as MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors), DRAMs (Dynamic Random Access Memory), power transistors, and back-illuminated solid-state image sensors.

例えば、エピタキシャルシリコンウェーハは、枚葉式のエピタキシャル成長炉内にシリコンウェーハを配置し、ジクロロシランガスやトリクロロシランガス等の原料ガスを、水素ガス等のキャリアガスとともにエピタキシャル成長炉内に供給し、シリコンウェーハ上にシリコンエピタキシャル層を成長させることにより得ることができる。 For example, epitaxial silicon wafers can be obtained by placing a silicon wafer in a single-wafer epitaxial growth furnace, supplying source gases such as dichlorosilane gas or trichlorosilane gas into the epitaxial growth furnace together with a carrier gas such as hydrogen gas, and growing a silicon epitaxial layer on the silicon wafer.

ところで、低抵抗率の半導体ウェーハのおもて面上に高抵抗率のエピタキシャル層を形成する場合などにおいて、半導体ウェーハの裏面などから半導体ウェーハ内のドーパントが気相中に飛び出し、エピタキシャル層に取り込まれる、いわゆるオートドープが発生しやすい。そのため、エピタキシャル層の成長に先立って、半導体ウェーハの裏面上に、オートドープを抑制する保護膜として、酸化膜などの絶縁膜を形成することが行われている(例えば、特許文献1参照)。 However, when forming a high resistivity epitaxial layer on the front surface of a low resistivity semiconductor wafer, so-called autodoping is likely to occur, in which dopants in the semiconductor wafer jump out from the back surface of the semiconductor wafer into the gas phase and are incorporated into the epitaxial layer. For this reason, prior to the growth of the epitaxial layer, an insulating film such as an oxide film is formed on the back surface of the semiconductor wafer as a protective film to suppress autodoping (see, for example, Patent Document 1).

上記絶縁膜の形成は、例えば化学気相成長法(Chemical Vapor Deposition、CVD)法により形成させることができる。例えば、常圧にてCVDを行う常圧CVD法においては、絶縁膜を形成する面(すなわち、裏面)側を上に向けて半導体ウェーハをトレーに載置した後、半導体ウェーハを加熱した状態で、絶縁膜の原料ガスを半導体ウェーハ上に供給することにより、絶縁膜を半導体ウェーハの裏面上に形成する。 The insulating film can be formed, for example, by a chemical vapor deposition (CVD) method. For example, in an atmospheric pressure CVD method in which CVD is performed at atmospheric pressure, a semiconductor wafer is placed on a tray with the surface on which the insulating film is to be formed (i.e., the back surface) facing up, and then, while the semiconductor wafer is heated, a source gas for the insulating film is supplied onto the semiconductor wafer to form the insulating film on the back surface of the semiconductor wafer.

上記従来法では、絶縁膜の原料ガスがウェーハのおもて面の外縁まで回り込むため、絶縁膜は、半導体ウェーハの裏面のみならずウェーハ端(端面)、そしておもて面の外縁にわたって形成される。一方、裏面の外縁からウェーハ端面、そしておもて面の外縁にわたるウェーハ外周部に絶縁膜が形成された半導体ウェーハ上にエピタキシャル層を形成すると、ウェーハ外周部にクラックが発生し、エピタキシャル層が異常成長、いわゆるノジュールが発生する場合がある。そのため、従来法によりウェーハ裏面上に絶縁膜を形成した場合には、その後ウェーハ外周部に形成された絶縁膜を除去している。上記ウェーハ外周部の絶縁膜は、拭き取り法により、フッ酸(HF)液等の除去液を染み込ませたノズルを用いて、拭き取って除去することができる。 In the conventional method, the insulating film source gas flows around to the outer edge of the front surface of the wafer, so the insulating film is formed not only on the back surface of the semiconductor wafer but also on the wafer edge (end face) and the outer edge of the front surface. On the other hand, when an epitaxial layer is formed on a semiconductor wafer in which an insulating film is formed on the outer periphery of the wafer from the outer edge of the back surface to the wafer end face and the outer edge of the front surface, cracks may occur on the outer periphery of the wafer, and the epitaxial layer may grow abnormally, resulting in so-called nodules. Therefore, when an insulating film is formed on the back surface of the wafer by the conventional method, the insulating film formed on the outer periphery of the wafer is subsequently removed. The insulating film on the outer periphery of the wafer can be removed by wiping using a nozzle soaked in a removing liquid such as hydrofluoric acid (HF) liquid.

国際公開第2011/070741号International Publication No. 2011/070741

上記拭き取り法によるウェーハ外周部の絶縁膜の除去おいては、除去液がウェーハ外周部の絶縁膜のみならず、ウェーハ裏面の絶縁膜の一部にも染みこむ、いわゆる「にじみ」が発生する場合がある。こうしたにじみが発生すると、半導体ウェーハは不良品となり、エピタキシャルウェーハの基板として使用することはできない。そのため、形成した絶縁膜を一旦除去した後、再度絶縁膜を形成する必要があり、生産性が低下する問題がある。 When removing the insulating film on the outer periphery of the wafer using the above-mentioned wiping method, the removal liquid may seep not only into the insulating film on the outer periphery of the wafer, but also into part of the insulating film on the back surface of the wafer, resulting in so-called "smearing." If such smearing occurs, the semiconductor wafer becomes a defective product and cannot be used as a substrate for an epitaxial wafer. For this reason, it is necessary to once remove the insulating film that has been formed, and then form an insulating film again, which creates the problem of reduced productivity.

上述のようなにじみの発生を防止するためには、半導体ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、半導体ウェーハ裏面上のみに絶縁膜を形成できることが好ましい。 In order to prevent the occurrence of bleeding as described above, it is preferable to form an insulating film only on the back surface of the semiconductor wafer, without forming an insulating film on the outer periphery of the semiconductor wafer.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、ウェーハ裏面上のみに絶縁膜を形成できる、絶縁膜形成装置用トレーを提供することにある。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a tray for an insulating film forming device that can form an insulating film only on the back surface of a wafer, without forming an insulating film on the outer periphery of the wafer.

上記課題を解決する本発明は、以下の通りである。
[1]半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成装置において前記半導体ウェーハを載置するトレーであって、
半導体ウェーハを載置するトレー本体を備え、
前記トレー本体は、
前記トレー本体の上面から下面まで貫通する円筒形の開口部と、
前記開口部の周縁に位置し、前記半導体ウェーハの外周部を支持する環状の支持部と、
を有することを特徴とする絶縁膜形成装置用トレー。
The present invention which solves the above problems is as follows.
[1] A tray for placing a semiconductor wafer in an insulating film forming apparatus for forming an insulating film on a back surface of a semiconductor wafer, comprising:
A tray body for placing a semiconductor wafer thereon is provided,
The tray body includes:
A cylindrical opening extending from the upper surface to the lower surface of the tray body;
a ring-shaped support portion located on the periphery of the opening portion and supporting an outer periphery of the semiconductor wafer;
A tray for an insulating film forming apparatus, comprising:

[2]前記開口部は、前記トレー本体の前記下面の側に配置された円筒形の第1の部分と、前記上面の側に配置されて半導体ウェーハを収容する円筒形の第2の部分とを有し、前記第2の部分は、前記トレー本体の前記第1の部分の中心軸と同じ中心軸を有し、かつ、前記第1の部分の直径よりも大きな直径を有し、前記第1の部分の周縁が前記支持部を構成する、前記[1]に記載の絶縁膜形成装置用トレー。 [2] The opening has a cylindrical first portion disposed on the lower surface side of the tray body and a cylindrical second portion disposed on the upper surface side for accommodating a semiconductor wafer, the second portion having the same central axis as the central axis of the first portion of the tray body and a diameter larger than the diameter of the first portion, and the periphery of the first portion constitutes the support portion, the tray for an insulating film forming apparatus described in [1].

[3]前記トレー本体の前記支持部上に配置され、前記トレー本体の前記下面での前記開口部の直径よりも小さな内径を有する環状部材をさらに備え、
前記支持部は、前記環状部材を介して前記半導体ウェーハの外周部を支持する、前記[1]または[2]に記載の絶縁膜形成装置用トレー。
[3] The tray body further includes an annular member disposed on the support portion and having an inner diameter smaller than a diameter of the opening at the lower surface of the tray body,
The tray for an insulating film forming apparatus according to the above [1] or [2], wherein the support portion supports an outer periphery of the semiconductor wafer via the annular member.

[4]半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する装置であって、
前記[1]~[3]のいずれか一項に記載のトレーと、
前記トレーの下方に配置され、前記絶縁膜の原料ガスを前記トレーの前記開口部を介して前記トレー上に載置された前記半導体ウェーハの裏面に向かって供給する原料ガス供給部と、
前記トレーの上方に配置され、前記半導体ウェーハを加熱するヒーターと、
を備えることを特徴とする絶縁膜形成装置。
[4] An apparatus for forming an insulating film on a back surface of a semiconductor wafer, comprising:
A tray according to any one of the above [1] to [3],
a source gas supply unit disposed below the tray and configured to supply a source gas for the insulating film toward a rear surface of the semiconductor wafer placed on the tray through the opening of the tray;
a heater disposed above the tray for heating the semiconductor wafer;
An insulating film forming apparatus comprising:

[5]前記トレーの上方かつ前記ヒーターの下方に配置され、前記トレー上に載置された前記半導体ウェーハのおもて面に向かって不活性ガスを供給する不活性ガス供給部をさらに備える、前記[4]に記載の絶縁膜形成装置。 [5] The insulating film forming apparatus described in [4] above, further comprising an inert gas supply unit disposed above the tray and below the heater, for supplying an inert gas toward the front surface of the semiconductor wafer placed on the tray.

[6]前記トレーを複数備え、
前記複数のトレーを前記原料ガス供給部と前記不活性ガス供給部との間に連続的に搬送して、前記絶縁膜の形成を複数枚の半導体ウェーハに対して連続的に行うことができるように構成されている、前記[4]または[5]に記載の絶縁膜形成装置。
[6] A plurality of the trays are provided,
The insulating film forming apparatus according to [4] or [5] above, wherein the plurality of trays are continuously transported between the raw material gas supply unit and the inert gas supply unit so that the insulating film can be continuously formed on a plurality of semiconductor wafers.

[7]前記[4]~[6]のいずれか一項に記載の絶縁膜形成装置の前記トレー上に半導体ウェーハを載置し、次いで前記半導体ウェーハを前記原料ガス供給部と前記ヒーターとの間に配置した後、前記ヒーターにより前記半導体ウェーハを所定の温度に加熱した状態で、不活性ガスを供給しつつ、前記原料ガス供給部から前記絶縁膜の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成することを特徴とする絶縁膜形成方法。 [7] A method for forming an insulating film, comprising placing a semiconductor wafer on the tray of the insulating film forming apparatus described in any one of [4] to [6] above, then disposing the semiconductor wafer between the raw material gas supply unit and the heater, and then, while the semiconductor wafer is heated to a predetermined temperature by the heater, supplying an inert gas while supplying a raw material gas for the insulating film from the raw material gas supply unit, thereby forming an insulating film on the rear surface of the semiconductor wafer.

[8]前記[5]に記載の絶縁膜形成装置の前記トレー上に半導体ウェーハを載置し、次いで前記半導体ウェーハを前記原料ガス供給部と前記不活性ガス供給部との間に配置した後、前記ヒーターにより前記半導体ウェーハを所定の温度に加熱した状態で、前記不活性ガス供給部から前記半導体ウェーハのおもて面に向かって不活性ガスを供給しつつ、前記原料ガス供給部から前記絶縁膜の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する、前記[7]に記載の絶縁膜形成方法。 [8] The insulating film forming method described in [7] above, which includes placing a semiconductor wafer on the tray of the insulating film forming apparatus described in [5] above, then disposing the semiconductor wafer between the raw material gas supply unit and the inert gas supply unit, and then, while the semiconductor wafer is heated to a predetermined temperature by the heater, supplying an inert gas from the inert gas supply unit toward the front surface of the semiconductor wafer while supplying a raw material gas for the insulating film from the raw material gas supply unit, thereby forming an insulating film on the back surface of the semiconductor wafer.

[9]前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、前記[7]または[8]に記載の絶縁膜の形成方法。 [9] The method for forming an insulating film according to [7] or [8], wherein the semiconductor wafer is a silicon wafer.

[10]前記絶縁膜は酸化膜である、前記[7]~[9]のいずれか一項に記載の絶縁膜形成方法。 [10] The insulating film forming method according to any one of [7] to [9], wherein the insulating film is an oxide film.

本発明によれば、半導体ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、半導体ウェーハ裏面上のみに絶縁膜を形成できる。 According to the present invention, an insulating film can be formed only on the back surface of a semiconductor wafer, without forming an insulating film on the outer periphery of the semiconductor wafer.

本発明による絶縁膜形成装置用トレーの一例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のA-A断面図である。1A and 1B are diagrams showing an example of a tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a). 本発明による絶縁膜形成装置用トレーの別の例を示す図であり、(a)は上面図、(b)は(a)のA-A断面図である。5A and 5B are diagrams showing another example of a tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention, in which (a) is a top view and (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of (a). 本発明による絶縁膜形成装置用トレーのさらに別の例を示す図であり、(a)は断面図、(b)および(c)は環状部材の幅と絶縁膜が形成されない領域との関係を示す図である。1A and 1B are diagrams showing yet another example of a tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention, in which (a) is a cross-sectional view, and (b) and (c) are diagrams showing the relationship between the width of the annular member and the area where an insulating film is not formed. 本発明による絶縁膜形成装置の好適な一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a preferred example of an insulating film forming apparatus according to the present invention. 発明例に用いたトレーの詳細を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing details of a tray used in an example of the invention. シリコンウェーハのウェーハ径方向の位置と酸化膜の厚みとの関係を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the radial position of a silicon wafer and the thickness of an oxide film.

(絶縁膜形成装置用トレー)
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。半導体ウェーハは、デバイスが形成される平坦面であるおもて面と、おもて面とは反対側の平坦面である裏面と、おもて面および裏面のウェーハ径方向外側に位置しておもて面の外縁と裏面の外縁とを接続するウェーハ端面とを有する。本発明による絶縁膜形成装置用トレーは、半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成装置において半導体ウェーハを載置するトレーである。絶縁膜形成装置用トレーは、半導体ウェーハを載置するトレー本体を備える。ここで、トレー本体は、トレー本体の上面から下面まで貫通する円筒形の開口部と、開口部の周縁に位置し、半導体ウェーハの外周部を支持する環状の支持部とを有することを特徴とする。
(Tray for insulating film forming equipment)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A semiconductor wafer has a front surface which is a flat surface on which devices are formed, a back surface which is a flat surface opposite to the front surface, and a wafer end surface located on the outer side of the front surface and the back surface in the wafer radial direction and connecting the outer edge of the front surface and the outer edge of the back surface. A tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention is a tray on which a semiconductor wafer is placed in an insulating film forming apparatus that forms an insulating film on the back surface of a semiconductor wafer. The tray for an insulating film forming apparatus includes a tray main body on which a semiconductor wafer is placed. Here, the tray main body is characterized by having a cylindrical opening penetrating from the upper surface to the lower surface of the tray main body, and an annular support portion located on the periphery of the opening and supporting the outer periphery of the semiconductor wafer.

上述のように、従来の絶縁膜形成装置においては、絶縁膜を形成する面、すなわち裏面側を上に向けてトレーに載置し、ウェーハの上方から原料ガスを供給してウェーハ裏面上に絶縁膜を形成する。その際、ウェーハ裏面のみならず、ウェーハ端面からおもて面にわたって絶縁膜が形成される。そして、裏面の外縁からウェーハ端面、そしておもて面の外縁にわたるウェーハ外周部に形成された絶縁膜はノジュールの原因となるため、除去する必要が生じる。 As described above, in conventional insulating film forming devices, the wafer is placed on a tray with the surface on which the insulating film is to be formed, i.e., the back side, facing up, and raw material gas is supplied from above the wafer to form an insulating film on the back side of the wafer. In this process, the insulating film is formed not only on the back side of the wafer, but also from the edge of the wafer to the front side. The insulating film formed on the periphery of the wafer, from the outer edge of the back side to the edge of the wafer and then to the outer edge of the front side, can cause nodules and must be removed.

本発明者らは、上述のようなウェーハ外周部における絶縁膜の形成を抑制しつつ、ウェーハ裏面上のみに絶縁膜を形成する方途について鋭意検討した。その過程で、半導体ウェーハを載置するトレーに着目し、トレーを貫通する円筒形の開口部を設け、この開口部を塞ぐように半導体ウェーハを載置して、開口部の周縁部分でウェーハ外周部を支持させることに想到した。そして、後述する実施例に示すように、上述のようなトレーを用いることにより、ウェーハの外周部に絶縁膜を形成させることなく、ウェーハ裏面上のみに絶縁膜を形成できることを見出し、本発明を完成させたのである。以下、本発明による絶縁膜形成装置用トレーについて詳しく説明する。 The inventors of the present invention have thoroughly investigated a method for forming an insulating film only on the back surface of a wafer while suppressing the formation of an insulating film on the outer periphery of the wafer as described above. In the process, they focused on the tray on which the semiconductor wafer is placed, and came up with the idea of providing a cylindrical opening penetrating the tray, placing the semiconductor wafer so as to close this opening, and supporting the outer periphery of the wafer with the peripheral portion of the opening. As shown in the examples described below, they discovered that by using a tray such as the above, an insulating film can be formed only on the back surface of the wafer without forming an insulating film on the outer periphery of the wafer, and thus completed the present invention. The tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention will be described in detail below.

図1は、本発明による絶縁膜形成装置用トレーの一例を示しており、(a)は上面図、(b)は(a)のA-A断面図である。図1に示した絶縁膜形成装置用トレー1は、トレーの母体を構成するトレー本体11を備える。トレー本体11の上面11aおよび下面11bは、ともに平坦である。また、トレー本体11は、上面11aから下面11bまで貫通する円筒形の開口部11cと、上面11aにおいて開口部11cの周縁に位置し、半導体ウェーハを支持する支持部11dとを有する。 Figure 1 shows an example of a tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention, where (a) is a top view and (b) is a cross-sectional view taken along the line A-A of (a). The tray 1 for an insulating film forming apparatus shown in Figure 1 comprises a tray body 11 which constitutes the base of the tray. Both the upper surface 11a and the lower surface 11b of the tray body 11 are flat. The tray body 11 also has a cylindrical opening 11c which penetrates from the upper surface 11a to the lower surface 11b, and a support portion 11d which is located on the periphery of the opening 11c on the upper surface 11a and which supports a semiconductor wafer.

このような構成を有するトレー1の上に半導体ウェーハを載置するとき、絶縁膜を形成するウェーハ裏面側を下に向け、開口部11c周縁の支持部11dにより半導体ウェーハの外周部を支持するように半導体ウェーハを載置する。上述のように、トレー本体11の上面11aは平坦であるため、支持部11dの上面も平坦である。そのため、トレー本体11の上面11aは、半導体ウェーハの裏面外周部と面接触する。 When a semiconductor wafer is placed on a tray 1 having such a configuration, the back side of the wafer, on which the insulating film is formed, faces downward, and the semiconductor wafer is placed so that the outer periphery of the semiconductor wafer is supported by the support portion 11d around the periphery of the opening 11c. As described above, the top surface 11a of the tray body 11 is flat, and therefore the top surface of the support portion 11d is also flat. Therefore, the top surface 11a of the tray body 11 comes into surface contact with the outer periphery of the back side of the semiconductor wafer.

上述のように半導体ウェーハが載置されたトレー1を下方から見ると、半導体ウェーハの裏面が露出する一方、ウェーハ外周部については、トレー本体11の支持部11dによりマスクされる。そのため、トレー1の下方から絶縁膜の原料ガスを供給すると、原料ガスは開口部11cにより露出したウェーハ裏面の領域のみに供給され、ウェーハ外周部には供給されない。その結果、ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、ウェーハ裏面のみに絶縁膜を形成することができる。 When the tray 1 on which the semiconductor wafer is placed is viewed from below as described above, the back surface of the semiconductor wafer is exposed, while the outer periphery of the wafer is masked by the support portion 11d of the tray body 11. Therefore, when the source gas for the insulating film is supplied from below the tray 1, the source gas is supplied only to the area of the back surface of the wafer exposed by the opening 11c, and is not supplied to the outer periphery of the wafer. As a result, an insulating film can be formed only on the back surface of the wafer, without forming an insulating film on the outer periphery of the wafer.

トレー本体11は、絶縁膜を形成する際の温度に対する耐熱性および耐変形性を有し、半導体ウェーハを汚染させない材料で構成することが好ましい。例えば、トレー本体11は、炭化シリコンを焼結したもの、焼結炭化シリコンの表面を炭化シリコン膜で被覆したもので構成することができる。 It is preferable that the tray body 11 is made of a material that is heat-resistant and resistant to deformation at the temperature used to form the insulating film, and that does not contaminate the semiconductor wafer. For example, the tray body 11 can be made of sintered silicon carbide, or sintered silicon carbide whose surface is coated with a silicon carbide film.

トレー本体11のサイズは、載置する半導体ウェーハの直径、枚数、トレー本体11を構成する材料などに応じて、適切に設定することができる。 The size of the tray body 11 can be appropriately set depending on the diameter and number of semiconductor wafers to be placed, the material that constitutes the tray body 11, etc.

開口部11cは、上述のように、半導体ウェーハを載置した際に、ウェーハ裏面上に絶縁膜を形成する領域を画定する。開口部11cの直径は、載置する半導体ウェーハの直径、絶縁膜を形成しない外周部領域のサイズ(幅)に依存するが、半導体ウェーハの直径よりも2mm以上6mm以下小さくすることが好ましい。 As described above, the opening 11c defines the area in which the insulating film is formed on the back surface of the wafer when the semiconductor wafer is placed on it. The diameter of the opening 11c depends on the diameter of the semiconductor wafer to be placed and the size (width) of the outer peripheral area where the insulating film is not formed, but it is preferable to make the diameter of the opening 11c 2 mm to 6 mm smaller than the diameter of the semiconductor wafer.

なお、図1に示したトレー1においては、開口部11cは1個だけ設けられているが、複数個設け、複数枚の半導体ウェーハの裏面上に絶縁膜を形成するための連続式絶縁膜形成装置用トレーとすることもできる。 In the tray 1 shown in FIG. 1, only one opening 11c is provided, but multiple openings 11c can be provided to make a tray for a continuous insulating film forming device for forming insulating films on the backsides of multiple semiconductor wafers.

図2は、本発明による絶縁膜形成装置用トレーの別の例を示しており、(a)は上面図、(b)は(a)のA-A断面図である。図2に示した絶縁膜形成装置用トレー2は、図1に示したトレー1と同様に、トレー2の母体を構成するトレー本体21を備え、トレー本体21の上面21aおよび下面21bは、ともに平坦である。トレー本体21は、上面21aから下面21bまで貫通する円筒形の開口部21cを有する。そして、開口部21cは、トレー本体21の下面21bの側に配置された円筒形の第1の部分21dと、上面21aの側に配置されて半導体ウェーハを収容する円筒形の第2の部分21eとを有する。第2の部分21eは、側壁Sと底部Bとで画定されており、第2の部分21eは、第1の部分21dの中心軸と同じ中心軸を有し、かつ、第1の部分21dの直径よりも大きな直径を有する。そして、第1の部分21dの周縁である、底部Bの少なくとも一部が、支持部21fを構成する。 2 shows another example of a tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention, where (a) is a top view and (b) is an A-A cross-sectional view of (a). The tray 2 for an insulating film forming apparatus shown in FIG. 2 includes a tray body 21 that constitutes the base of the tray 2, similar to the tray 1 shown in FIG. 1, and both the upper surface 21a and the lower surface 21b of the tray body 21 are flat. The tray body 21 has a cylindrical opening 21c that penetrates from the upper surface 21a to the lower surface 21b. The opening 21c has a cylindrical first portion 21d arranged on the lower surface 21b side of the tray body 21, and a cylindrical second portion 21e arranged on the upper surface 21a side for accommodating a semiconductor wafer. The second portion 21e is defined by a side wall S and a bottom portion B, and the second portion 21e has the same central axis as the central axis of the first portion 21d, and has a diameter larger than the diameter of the first portion 21d. At least a portion of the bottom B, which is the periphery of the first portion 21d, constitutes the support portion 21f.

こうした構成を有するトレー2は、絶縁膜を形成する半導体ウェーハを第2の部分21eに収容して、半導体ウェーハをより良好に保持することができるとともに、半導体ウェーハをより良好に位置合わせすることができる。 The tray 2 having this configuration can accommodate the semiconductor wafer on which the insulating film is formed in the second portion 21e, and can better hold the semiconductor wafer and align the semiconductor wafer.

トレー本体21の第2の部分21eの直径は、収容する半導体ウェーハの直径に依存するが、半導体ウェーハの直径よりも大きく、第2の部分21eの直径と半導体ウェーハの直径との差は2mm以上6mm以下であることが好ましい。これにより、半導体ウェーハをより位置合わせした状態でより良好に保持することができる。また、第2の部分21eの深さは、第1の部分21dの深さが1mm以上2mm以下となるように設計することが好ましい。これにより、半導体ウェーハをより良好に保持することができる。 The diameter of the second portion 21e of the tray body 21 depends on the diameter of the semiconductor wafer to be stored, but is preferably larger than the diameter of the semiconductor wafer, and the difference between the diameter of the second portion 21e and the diameter of the semiconductor wafer is preferably 2 mm or more and 6 mm or less. This allows the semiconductor wafer to be held in a more aligned state and in a better condition. In addition, the depth of the second portion 21e is preferably designed so that the depth of the first portion 21d is 1 mm or more and 2 mm or less. This allows the semiconductor wafer to be held in a better condition.

トレー2のその他の構成は、図1に示したトレー1と同様とすることができる。 The rest of the configuration of tray 2 can be the same as tray 1 shown in Figure 1.

このような構成を有するトレー2の上に半導体ウェーハを載置するとき、絶縁膜を形成するウェーハ裏面側を下に向けて第2の部分21eに収容し、第1の部分21d周縁の支持部21fによりウェーハ外周部を支持するように半導体ウェーハを載置する。これにより、トレー本体21の支持部21fの上面は、半導体ウェーハの裏面外周部と面接触し、ウェーハ外周部は支持部21fによりマスクされる。 When a semiconductor wafer is placed on a tray 2 having such a configuration, the back side of the wafer, on which the insulating film is formed, is placed in the second part 21e with the back side facing downward, and the semiconductor wafer is placed so that the outer periphery of the wafer is supported by the support part 21f on the periphery of the first part 21d. As a result, the upper surface of the support part 21f of the tray body 21 comes into surface contact with the outer periphery of the back side of the semiconductor wafer, and the outer periphery of the wafer is masked by the support part 21f.

このように半導体ウェーハを載置したトレー2の下方から絶縁膜の原料ガスを供給すると、原料ガスは第1の部分21dにより露出したウェーハ裏面の領域のみに供給され、ウェーハ外周部には供給されない。その結果、ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、ウェーハ裏面のみに絶縁膜を形成することができる。 When the source gas for the insulating film is supplied from below the tray 2 on which the semiconductor wafer is placed, the source gas is supplied only to the area of the back surface of the wafer exposed by the first portion 21d, and is not supplied to the outer periphery of the wafer. As a result, an insulating film can be formed only on the back surface of the wafer, without forming an insulating film on the outer periphery of the wafer.

図3は、本発明による絶縁膜形成装置用トレーのさらに別の例を示しており、(a)は断面図、(b)および(c)は環状部材の幅と絶縁膜が形成されない領域との関係を示す図である。図3に示したトレー3は、図2に示したトレー2の支持部21f上に、トレー本体21の下面21bでの開口部21cの直径(すなわち、第1の部分21dの直径)よりも小さな内径を有する環状部材22が配置されている。環状部材22の上面22aおよび下面22bは、ともに平坦である。なお、図3に示したトレー3においては、第1の部分21dの直径は半導体ウェーハWの直径よりも小さく構成されているが、環状部材22の内径が半導体ウェーハの直径よりも小さく構成されていれば、第1の部分21dの直径は、半導体ウェーハWの直径と同じ、または大きく構成されていてもよい。 Figure 3 shows another example of a tray for an insulating film forming apparatus according to the present invention, where (a) is a cross-sectional view, and (b) and (c) are diagrams showing the relationship between the width of the annular member and the area where the insulating film is not formed. In the tray 3 shown in Figure 3, an annular member 22 having an inner diameter smaller than the diameter of the opening 21c (i.e., the diameter of the first portion 21d) on the lower surface 21b of the tray body 21 is placed on the support portion 21f of the tray 2 shown in Figure 2. Both the upper surface 22a and the lower surface 22b of the annular member 22 are flat. In the tray 3 shown in Figure 3, the diameter of the first portion 21d is configured to be smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, but as long as the inner diameter of the annular member 22 is configured to be smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, the diameter of the first portion 21d may be configured to be the same as or larger than the diameter of the semiconductor wafer W.

このような構成を有するトレー3の上に半導体ウェーハを載置するとき、ウェーハ裏面側を下に向けて第2の部分21eに収容して半導体ウェーハを環状部材22上に載置する。すると、環状部材22の上面22aは、半導体ウェーハの裏面外周部と面接触する。 When a semiconductor wafer is placed on a tray 3 having such a configuration, the back side of the wafer is placed on the annular member 22 by placing it in the second part 21e with the back side facing downward. Then, the upper surface 22a of the annular member 22 comes into surface contact with the outer periphery of the back side of the semiconductor wafer.

そして、トレー3の下方から絶縁膜の原料ガスを供給すると、環状部材22の内径は、第1の部分21dの直径よりも小さいため、ウェーハ外周部は環状部材22によりマスクされ、原料ガスは、環状部材22の開口部22cにより露出したウェーハ裏面の領域のみに供給される。その結果、ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、ウェーハ裏面のみに絶縁膜を形成することができる。 When the insulating film source gas is supplied from below the tray 3, the inner diameter of the annular member 22 is smaller than the diameter of the first portion 21d, so the outer periphery of the wafer is masked by the annular member 22, and the source gas is supplied only to the area of the wafer back surface exposed by the opening 22c of the annular member 22. As a result, an insulating film can be formed only on the wafer back surface, without forming an insulating film on the wafer outer periphery.

環状部材22の内径はトレー本体21の第1の部分21dの直径よりも小さいため、環状部材22の内径を変更することにより、半導体ウェーハの裏面に絶縁膜が形成される領域の大きさを簡便に変更することができる。具体的には、図3(b)に示すように、環状部材22の開口部22cの直径(すなわち、環状部材22の内径)が比較的大きい場合には、絶縁膜が形成されない領域は小さくなる。一方、図3(c)に示すように、環状部材22の開口部22cの直径(すなわち、環状部材22の内径)が比較的小さい場合には、絶縁膜が形成されない領域は大きくなる。 Since the inner diameter of the annular member 22 is smaller than the diameter of the first portion 21d of the tray body 21, the size of the area where the insulating film is formed on the back surface of the semiconductor wafer can be easily changed by changing the inner diameter of the annular member 22. Specifically, as shown in FIG. 3(b), when the diameter of the opening 22c of the annular member 22 (i.e., the inner diameter of the annular member 22) is relatively large, the area where the insulating film is not formed is small. On the other hand, as shown in FIG. 3(c), when the diameter of the opening 22c of the annular member 22 (i.e., the inner diameter of the annular member 22) is relatively small, the area where the insulating film is not formed is large.

環状部材22の内径は、絶縁膜を形成する領域に合わせて適切に設定することができ、特に限定されない。一方、環状部材22の外径は、第2の部分21eの直径よりも2mm以上小さく、また、第1の部分21dの直径より1mm以上大きくすることが好ましい。 The inner diameter of the annular member 22 can be appropriately set according to the region in which the insulating film is to be formed, and is not particularly limited. On the other hand, it is preferable that the outer diameter of the annular member 22 is 2 mm or more smaller than the diameter of the second portion 21e and 1 mm or more larger than the diameter of the first portion 21d.

環状部材22は、絶縁膜を形成する際の温度に対する耐熱性および耐変形性を有し、半導体ウェーハを汚染させない材料で構成することが好ましい。例えば、環状部材22は、炭化シリコンを焼結したもの、焼結炭化シリコンの表面を炭化シリコン膜で被覆したもので構成することができる。 The annular member 22 is preferably made of a material that is heat-resistant and resistant to deformation at the temperatures used to form the insulating film, and that does not contaminate the semiconductor wafer. For example, the annular member 22 can be made of sintered silicon carbide, or sintered silicon carbide whose surface is coated with a silicon carbide film.

なお、図3に示したトレー3は、図2に示したトレー2の支持部21d上に環状部材22が配置されたトレーとして構成されているが、図1に示したトレー1の支持部14上に環状部材22が配置されたトレーとして構成することもできる。その際、環状部材22の内径が半導体ウェーハWの直径よりも小さく構成されていれば、開口部11cの直径は、半導体ウェーハWの直径よりも小さく構成されている必要はなく、半導体ウェーハWの直径と同じ、または大きく構成されていてもよい。 The tray 3 shown in FIG. 3 is configured as a tray in which the annular member 22 is placed on the support portion 21d of the tray 2 shown in FIG. 2, but it can also be configured as a tray in which the annular member 22 is placed on the support portion 14 of the tray 1 shown in FIG. 1. In this case, if the inner diameter of the annular member 22 is configured to be smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, the diameter of the opening 11c does not need to be smaller than the diameter of the semiconductor wafer W, and may be configured to be the same as or larger than the diameter of the semiconductor wafer W.

(絶縁膜形成装置)
本発明による絶縁膜形成装置は、半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する装置であって、上述した本発明による絶縁膜形成装置用トレーと、トレーの下方に配置され、絶縁膜の原料ガスをトレーの前記開口部を介してトレー上に載置された半導体ウェーハの裏面に向かって供給する原料ガス供給部と、トレーの上方に配置され、半導体ウェーハを加熱するヒーターとを備えることを特徴とする。
(Insulating film forming device)
The insulating film forming apparatus according to the present invention is an apparatus for forming an insulating film on the back surface of a semiconductor wafer, and is characterized by comprising: a tray for the insulating film forming apparatus according to the present invention described above; a raw material gas supply unit arranged below the tray for supplying a raw material gas for the insulating film through the opening of the tray toward the back surface of the semiconductor wafer placed on the tray; and a heater arranged above the tray for heating the semiconductor wafer.

図4は、本発明による絶縁膜形成装置の好適な一例を示している。図4に示した絶縁膜形成装置100は、トレー2と、原料ガス供給部4と、不活性ガス供給部5と、ヒーター6とを備える。 Figure 4 shows a preferred example of an insulating film forming apparatus according to the present invention. The insulating film forming apparatus 100 shown in Figure 4 includes a tray 2, a raw material gas supply unit 4, an inert gas supply unit 5, and a heater 6.

トレー2は、図2に示した本発明によるトレー2であり、その詳細については既に説明しているため、省略する。トレー2の下部には、トレー2を搬送できるように搬送コロ2aが設けられている。 The tray 2 is the tray 2 according to the present invention shown in FIG. 2, and details thereof have already been explained, so they will be omitted. A conveying roller 2a is provided at the bottom of the tray 2 so that the tray 2 can be conveyed.

原料ガス供給部4は、トレー2の下方に配置され、絶縁膜の原料ガスをトレー2の開口部21c(第1の部分21d)を介してトレー2上に載置された半導体ウェーハWの裏面に向かって供給する。図4に示した例においては、シリコン酸化膜を形成するための原料ガスであるシラン(SiH)および酸素ガス(O)を供給するように構成されているが、窒化膜など他の絶縁膜を形成するように、他の原料ガスを供給するように構成することもできる。 The source gas supply unit 4 is disposed below the tray 2, and supplies the source gas for the insulating film through an opening 21c (first portion 21d) of the tray 2 toward the rear surface of the semiconductor wafer W placed on the tray 2. In the example shown in Fig. 4, the unit is configured to supply silane ( SiH4 ) and oxygen gas ( O2 ), which are source gases for forming a silicon oxide film, but it may also be configured to supply other source gases to form other insulating films, such as a nitride film.

また、図4に示すように、原料ガス供給部4は、原料ガスに不純物が混入するのを低減するために、原料ガスを取り囲むように、窒素や希ガスなどの不活性ガスを供給するように構成することが好ましい。 As shown in FIG. 4, the raw material gas supply unit 4 is preferably configured to supply an inert gas such as nitrogen or a rare gas so as to surround the raw material gas in order to reduce the inclusion of impurities in the raw material gas.

ヒーター6は、トレー2の上方に配置され、半導体ウェーハWの裏面に供給される原料ガスが分解され、半導体ウェーハWの裏面上に絶縁膜が形成される温度に半導体ウェーハWを加熱する。 The heater 6 is disposed above the tray 2 and heats the semiconductor wafer W to a temperature at which the source gas supplied to the rear surface of the semiconductor wafer W is decomposed and an insulating film is formed on the rear surface of the semiconductor wafer W.

また、図4に示すように、トレー2の上方かつヒーター6の下方に配置され、トレー2上に載置された半導体ウェーハWのおもて面に向かって不活性ガスを供給する不活性ガス供給部5を設けることが好ましい。これにより、絶縁膜を形成する際に、半導体ウェーハWを下方に押しつけ、原料ガス供給部4により原料ガスが半導体ウェーハWの裏面に供給された場合にも、半導体ウェーハWが浮き上がるのを抑制することができる。 As shown in FIG. 4, it is preferable to provide an inert gas supply unit 5 that is disposed above the tray 2 and below the heater 6 and supplies an inert gas toward the front surface of the semiconductor wafer W placed on the tray 2. This makes it possible to prevent the semiconductor wafer W from floating up even when the semiconductor wafer W is pressed downward during the formation of the insulating film and the raw material gas is supplied to the rear surface of the semiconductor wafer W by the raw material gas supply unit 4.

ここで、絶縁膜形成装置100の動作について説明する。まず、トレー2の上に、半導体ウェーハWを、絶縁膜を形成する裏面側を下に向けて第2の部分21eに収容し、第1の部分21dを塞ぐとともに、第1の部分21d周縁の支持部21fにより半導体ウェーハの外周部を支持するように載置する。 The operation of the insulating film forming apparatus 100 will now be described. First, the semiconductor wafer W is placed in the second part 21e on the tray 2 with the back side on which the insulating film is to be formed facing downwards, and the first part 21d is closed and the semiconductor wafer is placed so that the outer periphery is supported by the support part 21f on the periphery of the first part 21d.

次いで、トレー2を原料ガス供給部4の上方かつ不活性ガス供給部5の下方に配置する。続いて、ヒーター6により、所定の温度まで半導体ウェーハWを加熱した後、不活性ガス供給部5から不活性ガスを供給しつつ、原料ガス供給部から絶縁膜の原料ガスを、トレー2の開口部21c(第1の部分21d)を介して半導体ウェーハWの裏面に向かって供給する。こうして、半導体ウェーハWの外周部に絶縁膜を形成することなく、半導体ウェーハWの裏面上に絶縁膜を形成することができる。 Then, the tray 2 is placed above the raw material gas supply unit 4 and below the inert gas supply unit 5. Next, the semiconductor wafer W is heated to a predetermined temperature by the heater 6, and then, while supplying an inert gas from the inert gas supply unit 5, the raw material gas for the insulating film is supplied from the raw material gas supply unit toward the rear surface of the semiconductor wafer W through the opening 21c (first portion 21d) of the tray 2. In this way, an insulating film can be formed on the rear surface of the semiconductor wafer W without forming an insulating film on the outer periphery of the semiconductor wafer W.

なお、上記絶縁膜形成装置100において、トレー2を複数備え、複数のトレー2を原料ガス供給部4と不活性ガス供給部5との間に連続的に搬送するように構成されることが好ましい。これにより、絶縁膜の形成を複数枚の半導体ウェーハWに対して連続的に行うことができる。 The insulating film forming apparatus 100 is preferably configured to include a plurality of trays 2 and to transport the plurality of trays 2 continuously between the raw material gas supply unit 4 and the inert gas supply unit 5. This allows the insulating film to be formed continuously on a plurality of semiconductor wafers W.

(絶縁膜形成方法)
本発明による絶縁膜形成方法は、上述した本発明による絶縁膜形成装置用トレー上に半導体ウェーハを載置し、次いで半導体ウェーハを原料ガス供給部とヒーターとの間に配置した後、ヒーターにより半導体ウェーハを所定の温度に加熱した状態で、原料ガス供給部から絶縁膜の原料ガスを供給して、半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成することを特徴とする。
(Method of forming insulating film)
The insulating film forming method according to the present invention is characterized in that a semiconductor wafer is placed on the tray for the insulating film forming apparatus according to the present invention described above, and then the semiconductor wafer is disposed between a raw material gas supply unit and a heater. After that, while the semiconductor wafer is heated to a predetermined temperature by the heater, a raw material gas for the insulating film is supplied from the raw material gas supply unit to form an insulating film on the back surface of the semiconductor wafer.

以下、図4に示した本発明による好適な絶縁膜形成装置100を用いた場合を例として、本発明による絶縁膜形成方法の例について説明する。まず、トレー2の上に、半導体ウェーハWを、絶縁膜を形成する裏面側を下に向けて第2の部分21eに収容し、第1の部分21dを塞ぐとともに、第1の部分21d周縁の支持部21fにより半導体ウェーハの外周部を支持するように載置する。 Below, an example of the insulating film forming method according to the present invention will be described using the preferred insulating film forming apparatus 100 according to the present invention shown in Figure 4 as an example. First, the semiconductor wafer W is placed in the second part 21e on the tray 2 with the back side on which the insulating film is to be formed facing downward, and the first part 21d is closed and the semiconductor wafer is placed so that the outer periphery is supported by the support part 21f on the periphery of the first part 21d.

半導体ウェーハWは、特に限定されず、シリコンウェーハ、ゲルマニウムウェーハ、炭化シリコンウェーハ、ヒ化ガリウムウェーハ等とすることができる。特に、半導体ウェーハWとしては、シリコンウェーハを好適に用いることができる。 The semiconductor wafer W is not particularly limited and may be a silicon wafer, a germanium wafer, a silicon carbide wafer, a gallium arsenide wafer, or the like. In particular, a silicon wafer can be suitably used as the semiconductor wafer W.

また、絶縁膜は、特に限定されないが、酸化膜や窒化膜等とすることができる。例えば、シリコンウェーハ上にシリコンエピタキシャル層を形成したエピタキシャルシリコンウェーハの場合には、酸化膜はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜とすることができる。 The insulating film is not particularly limited, but can be an oxide film, a nitride film, or the like. For example, in the case of an epitaxial silicon wafer in which a silicon epitaxial layer is formed on a silicon wafer, the oxide film can be a silicon oxide film or a silicon nitride film.

次いで、トレー1を原料ガス供給部4の上方かつ不活性ガス供給部5の下方に配置する。 Then, the tray 1 is placed above the raw gas supply section 4 and below the inert gas supply section 5.

続いて、ヒーター6により、所定の温度まで半導体ウェーハWを加熱した後、不活性ガス供給部5から、不活性ガスを供給しつつ、原料ガス供給部4から絶縁膜の原料ガスを、トレー2の開口部21c(第1の部分21d)を介して半導体ウェーハWの裏面に向かって供給する。絶縁膜の形成の際の半導体ウェーハの温度は、形成する絶縁膜の種類に依存するが、例えばシリコンウェーハの裏面上にシリコン酸化膜を形成する場合には、380℃以上460℃以下とすることが好ましい。 Then, the heater 6 heats the semiconductor wafer W to a predetermined temperature, and then the inert gas is supplied from the inert gas supply unit 5 while the raw material gas for the insulating film is supplied from the raw material gas supply unit 4 through the opening 21c (first portion 21d) of the tray 2 toward the rear surface of the semiconductor wafer W. The temperature of the semiconductor wafer during the formation of the insulating film depends on the type of insulating film to be formed, but for example, when a silicon oxide film is formed on the rear surface of a silicon wafer, it is preferably set to 380°C or higher and 460°C or lower.

原料ガス供給部4から供給する原料ガスは、絶縁膜の原料に応じて、適切なガスを用いることができる。例えば、絶縁膜がシリコン酸化膜である場合には、原料ガスとしては、SiHガスおよびOガスとすることができる。また、絶縁膜がシリコン窒化膜である場合には、SiHガス、およびNガスまたはアンモニア(NH)ガスとすることができる。 The source gas supplied from the source gas supply unit 4 can be an appropriate gas depending on the source material of the insulating film. For example, when the insulating film is a silicon oxide film, the source gas can be SiH4 gas and O2 gas. When the insulating film is a silicon nitride film, the source gas can be SiH4 gas and N2 gas or ammonia ( NH3 ) gas.

不活性ガス供給部5から供給する不活性ガスとしては、Nガスや希ガスなどを用いることができる。 The inert gas supplied from the inert gas supply unit 5 may be N2 gas, a rare gas, or the like.

こうして、半導体ウェーハWの外周部に絶縁膜を形成することなく、半導体ウェーハWの裏面上に絶縁膜を形成することができる。 In this way, an insulating film can be formed on the back surface of the semiconductor wafer W without forming an insulating film on the outer periphery of the semiconductor wafer W.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されない。 The following describes examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

(発明例)
図2に示したトレー2を備える図4に示した絶縁膜形成装置100を用いて、シリコンウェーハの裏面上のみにシリコン酸化膜を形成した。トレー2の寸法の詳細を図5(a)および(b)に示す。
(Example of the Invention)
A silicon oxide film was formed only on the back surface of a silicon wafer using the insulating film forming apparatus 100 shown in Fig. 4 equipped with the tray 2 shown in Fig. 2. The detailed dimensions of the tray 2 are shown in Figs. 5(a) and (b).

具体的には、まず、直径200mmのシリコンウェーハを用意し、絶縁膜を形成する裏面側を下に向けて第2の部分21eに収容し、第1の部分21dを塞ぐとともに、第1の部分21d周縁の支持部21fによりシリコンウェーハの外周部を支持するように載置した。 Specifically, a silicon wafer with a diameter of 200 mm was first prepared and placed in the second part 21e with the back side on which the insulating film was to be formed facing downwards, and the first part 21d was closed and the outer periphery of the silicon wafer was supported by the support part 21f on the periphery of the first part 21d.

次いで、トレー2を絶縁膜形成装置100の原料ガス供給部4の上方かつ不活性ガス供給部5の下方に配置した。 Then, the tray 2 was placed above the raw material gas supply unit 4 and below the inert gas supply unit 5 of the insulating film forming apparatus 100.

続いて、ヒーター6により、450℃までシリコンウェーハを加熱して保持し、不活性ガス供給部5からNガスを供給しつつ、原料ガス供給部4からSiHガスおよびOガスを供給した。こうして、シリコンウェーハの裏面において、中心から直径196mmの領域にのみ、シリコン酸化膜を形成した。 Next, the silicon wafer was heated to 450° C. by the heater 6 and maintained at that temperature, and N2 gas was supplied from the inert gas supply unit 5 while SiH4 gas and O2 gas were supplied from the raw material gas supply unit 4. In this way, a silicon oxide film was formed on the back surface of the silicon wafer only in an area 196 mm in diameter from the center.

(従来例)
発明例1と同様に、シリコンウェーハの裏面上にシリコン酸化膜を形成した。ただし、シリコン酸化膜の形成は、特許文献1に記載された装置を用いて行い、その結果、シリコンウェーハの裏面および外周部にシリコン酸化膜が形成された。
(Conventional example)
A silicon oxide film was formed on the back surface of the silicon wafer in the same manner as in Example 1. However, the silicon oxide film was formed using the apparatus described in Patent Document 1, and as a result, the silicon oxide film was formed on the back surface and the outer periphery of the silicon wafer.

<酸化膜の厚みの評価>
発明例および従来例のシリコンウェーハについて、形成した酸化膜の厚みを測定した。具体的には、膜厚測定器(NANOMETRICS社製、Nanospec 8000XSE)を用いて、図5(c)に示すように、ウェーハの裏面中心、裏面中心からウェーハ径方向50mmの位置、および裏面中心からウェーハ径方向99mmの位置にて酸化膜の厚みを測定した。得られた測定結果を図6に示す。
<Evaluation of oxide film thickness>
The thickness of the oxide film formed on the silicon wafers of the invention and the conventional example was measured. Specifically, using a film thickness measuring device (Nanospec 8000XSE, manufactured by NANOMETRICS), the thickness of the oxide film was measured at the center of the back surface of the wafer, at a position 50 mm from the center of the back surface in the wafer radial direction, and at a position 99 mm from the center of the back surface in the wafer radial direction, as shown in Fig. 5(c). The obtained measurement results are shown in Fig. 6.

図6から明らかなように、従来例においては、シリコンウェーハの全体に亘って3500Å程度の厚みの酸化膜が形成されている。一方、発明例においては、中心から99mmの位置での酸化膜の厚みはゼロであり、ウェーハ外周部に酸化膜を形成させることなく、ウェーハ裏面上のみに酸化膜を形成できていることが分かる。 As is clear from Figure 6, in the conventional example, an oxide film with a thickness of about 3,500 Å is formed over the entire silicon wafer. On the other hand, in the inventive example, the thickness of the oxide film at a position 99 mm from the center is zero, and it can be seen that an oxide film is formed only on the back surface of the wafer, without forming an oxide film on the outer periphery of the wafer.

本発明によれば、ウェーハ外周部に絶縁膜を形成させることなく、ウェーハ裏面上のみに絶縁膜を形成できるため、半導体ウェーハ製造業において有用である。 The present invention is useful in the semiconductor wafer manufacturing industry because it allows an insulating film to be formed only on the back surface of a wafer without forming an insulating film on the outer periphery of the wafer.

1,2,3 トレー
2a 搬送コロ
4 原料ガス供給部
5 不活性ガス供給部
6 ヒーター
11,21 トレー本体
11a,21a 上面
11b,21b 下面
11c,21c 開口部
11d,21f 支持部
21d 第1の部分
21e 第2の部分
22 環状部材
21a 環状部材の上面
21b 環状部材の下面
21c 環状部材の開口部
B 底部
S 側壁
W 半導体ウェーハ
Reference Signs List 1, 2, 3 Tray 2a Transport roller 4 Raw material gas supply section 5 Inert gas supply section 6 Heater 11, 21 Tray body 11a, 21a Upper surface 11b, 21b Lower surface 11c, 21c Opening 11d, 21f Support section 21d First portion 21e Second portion 22 Annular member 21a Upper surface 21b of annular member Lower surface 21c of annular member Opening B of annular member Bottom portion S Side wall W Semiconductor wafer

Claims (9)

半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成装置において前記半導体ウェーハを載置するトレーであって、
半導体ウェーハを載置するトレー本体であって
前記トレー本体は、
前記トレー本体の上面から下面まで貫通する円筒形の開口部と、
前記開口部の周縁に位置し、前記半導体ウェーハの外周部を支持する環状の支持部と、
を有する、トレー本体と、
前記トレー本体の前記支持部上に配置され、上面全体が1つの平面内に位置しており、前記トレー本体の前記下面での前記開口部の直径よりも小さな内径を有する環状部材と、を備え、
前記支持部は、前記環状部材を介して前記半導体ウェーハの外周部を支持することを特徴とする絶縁膜形成装置用トレー。
A tray for placing a semiconductor wafer in an insulating film forming apparatus for forming an insulating film on a back surface of a semiconductor wafer, comprising:
A tray body for placing a semiconductor wafer thereon ,
The tray body includes:
A cylindrical opening extending from the upper surface to the lower surface of the tray body;
a ring-shaped support portion located on the periphery of the opening portion and supporting an outer periphery of the semiconductor wafer;
A tray body having
an annular member disposed on the support portion of the tray body, the entire upper surface of the annular member being located within one plane, and the annular member having an inner diameter smaller than a diameter of the opening at the lower surface of the tray body;
The tray for an insulating film forming apparatus , wherein the support portion supports an outer periphery of the semiconductor wafer via the annular member .
前記開口部は、前記トレー本体の前記下面の側に配置された円筒形の第1の部分と、前記上面の側に配置されて半導体ウェーハを収容する円筒形の第2の部分とを有し、前記第2の部分は、前記トレー本体の前記第1の部分の中心軸と同じ中心軸を有し、かつ、前記第1の部分の直径よりも大きな直径を有し、前記第1の部分の周縁が前記支持部を構成する、請求項1に記載の絶縁膜形成装置用トレー。 The tray for an insulating film forming apparatus according to claim 1, wherein the opening has a cylindrical first portion disposed on the lower surface side of the tray body and a cylindrical second portion disposed on the upper surface side for accommodating a semiconductor wafer, the second portion having the same central axis as the central axis of the first portion of the tray body and a diameter larger than that of the first portion, and the periphery of the first portion constitutes the support portion. 半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する装置であって、
請求項1または2に記載のトレーと、
前記トレーの下方に配置され、前記絶縁膜の原料ガスを前記トレーの前記開口部を介して前記トレー上に載置された前記半導体ウェーハの裏面に向かって供給する原料ガス供給部と、
前記トレーの上方に配置され、前記半導体ウェーハを加熱するヒーターと、
を備えることを特徴とする絶縁膜形成装置。
An apparatus for forming an insulating film on a back surface of a semiconductor wafer, comprising:
A tray according to claim 1 or 2 ;
a source gas supply unit disposed below the tray and configured to supply a source gas for the insulating film toward a rear surface of the semiconductor wafer placed on the tray through the opening of the tray;
a heater disposed above the tray for heating the semiconductor wafer;
An insulating film forming apparatus comprising:
前記トレーの上方かつ前記ヒーターの下方に配置され、前記トレー上に載置された前記半導体ウェーハのおもて面に向かって不活性ガスを供給する不活性ガス供給部をさらに備える、請求項に記載の絶縁膜形成装置。 4. The insulating film forming apparatus according to claim 3 , further comprising an inert gas supply unit disposed above the tray and below the heater, for supplying an inert gas toward a front surface of the semiconductor wafer placed on the tray. 前記トレーを複数備え、
前記複数のトレーを前記原料ガス供給部と前記不活性ガス供給部との間に連続的に搬送して、前記絶縁膜の形成を複数枚の半導体ウェーハに対して連続的に行うことができるように構成されている、請求項に記載の絶縁膜形成装置。
A plurality of the trays are provided,
5. The insulating film forming apparatus according to claim 4, wherein the plurality of trays are continuously transported between the raw material gas supply unit and the inert gas supply unit so that the insulating film can be continuously formed on a plurality of semiconductor wafers.
請求項のいずれか一項に記載の絶縁膜形成装置の前記トレー上に半導体ウェーハを載置し、次いで前記半導体ウェーハを前記原料ガス供給部と前記ヒーターとの間に配置した後、前記ヒーターにより前記半導体ウェーハを所定の温度に加熱した状態で、前記原料ガス供給部から前記絶縁膜の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成することを特徴とする絶縁膜形成方法。 6. An insulating film forming method comprising the steps of: placing a semiconductor wafer on the tray of the insulating film forming apparatus according to claim 3 ; arranging the semiconductor wafer between the raw material gas supply unit and the heater; and, while the semiconductor wafer is heated to a predetermined temperature by the heater, supplying a raw material gas for the insulating film from the raw material gas supply unit to form an insulating film on a back surface of the semiconductor wafer. 請求項4または5に記載の絶縁膜形成装置の前記トレー上に半導体ウェーハを載置し、次いで前記半導体ウェーハを前記原料ガス供給部と前記不活性ガス供給部との間に配置した後、前記ヒーターにより前記半導体ウェーハを所定の温度に加熱した状態で、前記不活性ガス供給部から前記半導体ウェーハのおもて面に向かって不活性ガスを供給しつつ、前記原料ガス供給部から前記絶縁膜の原料ガスを供給して、前記半導体ウェーハの裏面に絶縁膜を形成する、請求項4または5を引用する請求項に記載の絶縁膜形成方法。 6. The insulating film forming method according to claim 5, which relies on claim 5, comprising the steps of: placing a semiconductor wafer on the tray of the insulating film forming apparatus according to claim 4 or 5 ; arranging the semiconductor wafer between the raw material gas supply unit and the inert gas supply unit; and, in a state in which the semiconductor wafer is heated to a predetermined temperature by the heater, supplying an inert gas from the inert gas supply unit toward the front surface of the semiconductor wafer while supplying a raw material gas for the insulating film from the raw material gas supply unit, thereby forming an insulating film on the back surface of the semiconductor wafer . 前記半導体ウェーハはシリコンウェーハである、請求項またはに記載の絶縁膜の形成方法。 8. The method for forming an insulating film according to claim 6 , wherein the semiconductor wafer is a silicon wafer. 前記絶縁膜は酸化膜である、請求項のいずれか一項に記載の絶縁膜形成方法。 The insulating film forming method according to claim 6 , wherein the insulating film is an oxide film.
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