JPH09167763A - 基板支持治具 - Google Patents

基板支持治具

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JPH09167763A
JPH09167763A JP32665695A JP32665695A JPH09167763A JP H09167763 A JPH09167763 A JP H09167763A JP 32665695 A JP32665695 A JP 32665695A JP 32665695 A JP32665695 A JP 32665695A JP H09167763 A JPH09167763 A JP H09167763A
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JP
Japan
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wafer
substrate
semiconductor substrate
main surface
frame
Prior art date
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Application number
JP32665695A
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English (en)
Inventor
Yasutomo Fujiyama
靖朋 藤山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミと傷の発生を抑える。ゴミの付着を防止
する。 【解決手段】 半導体基板の一主面以外の下端部を保持
する溝3と、該一主面が上になるように鉛直線方向に対
して該半導体基板を傾けた状態で、他の主面の基板重心
よりも上方位置で該半導体基板を支持する支持枠5と、
を備えた基板支持治具。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は基板支持治具に係わ
り、特に半導体基板の一主面側に絶縁膜を形成すべく、
絶縁膜形成装置内で該半導体基板を支持する場合に好適
に用いられる基板支持治具に関する。
【0002】
【従来の技術】SOI(Silicon On Ins
ulator)技術と総称される酸化膜上に単結晶シリ
コン活性層を形成した積層構造の半導体装置は、半導体
集積回路の高速性、低消費電力化、耐放射線性の要求に
答えるものとして注目されている。
【0003】積層構造の製造方法として近年実用域に達
した代表的な手法としてはSIMOX法と貼り合わせ法
が有る。前者はシリコン基板に酸素をイオン注入し、ア
ニールして埋め込み酸化層を形成するものであり、後者
は2枚のシリコン基板を酸化膜を介して貼り合わせ、ア
ニールして埋め込み酸化層を有する1枚の接合体を形成
するものである。
【0004】図5に貼り合わせSOIウェーハの製造工
程の一連の流れ図を示す。
【0005】鏡面研磨された2枚のシリコンウェーハの
一方或いは両方の少なくとも接合面に埋め込み絶縁層と
なる例えば熱酸化膜のような絶縁膜を形成し、貼り合わ
せた後アニール接合して、一体の接合ウェーハとし、活
性層として使用するプライムウェーハの裏面を研削除
去、或いはエッチング除去して支持基板となるハンドル
ウェーハ上に酸化膜を介して薄い単結晶シリコン膜を転
写する。
【0006】この貼り合わせSOIウェーハの製造工程
において、接合面の平坦性は重要となる。例えば平坦で
ない2枚のウェーハを貼り合わせると接合面に気泡を内
在する事になり、また貼り合わせ工程中に接合界面にゴ
ミが混入するとやはり接合面に気泡を内在する事にな
る。これらの気泡はアニールしても除去する事ができず
貼り合わせSOIウェーハにおいてボイドと呼ばれる空
間を形成する。
【0007】一般に、SOIウェーハの活性層は数ミク
ロン以下の薄膜として使用される事から、薄膜化工程時
にボイドが破れたり、アニール時に結晶欠陥の原因とな
る応力を発生させるなど半導体活性層として利用する上
で好ましくない問題を生ずる。従って貼り合わせ前の接
合面を鏡面研磨したり、洗浄により接合面のゴミを除去
する等の貼り合わせSOIに特有な工程を経て製造され
る。
【0008】更に、超薄膜貼り合わせSOIウェーハの
製造の薄膜化のためには接合前工程として不純物濃度の
異なる層を形成したり、多孔質化層を形成した後エピタ
キシャル層を形成する、いわゆる選択エッチング層を形
成する。そのため、先のゴミの管理も含めてSOIウェ
ーハの製造には半導体集積回路を形成するのと同様の装
置が使用される事が一般的である。
【0009】接合前絶縁膜形成工程で使用する熱酸化装
置やCVD装置も例外ではない。
【0010】一般にこれらの絶縁膜形成装置で絶縁膜を
ウェーハ表面に形成する場合は、図6に示すように複数
のウェーハ1を石英製ボート2の溝3に間隔をあけて鉛
直に立てる横型装置か、図9に示すような複数のウェー
ハ1を水平に縦に重畳配置して一括処理する縦型装置が
ある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6に
示した横型装置は図7に示すように石英ボート2の溝3
とウェーハ1の外周部の接合面が接触、摩耗する事によ
るゴミや傷あるいはスリップ欠陥の発生の問題がある。
【0012】一般に、高温で絶縁膜を形成する場合に
は、耐熱性や不純物の問題から基板支持治具として石英
やカーボンのような硬質材料が使用される。
【0013】ゴミの発生はその後の洗浄により除去可能
であるが、図8(a)に示すように傷7やスリップ欠陥
は接合時に平坦性を悪化させ図8(b)に示すようなボ
イド8を発生する。これらウェーハ外周部のボイドの発
生の問題は、貼り合わせSOIウェーハ製造における薄
膜化工程でのウェーハ外周部のサイドエッチングや接合
強度が弱い事による研削時の剥がれの問題でエッジグラ
ンインダにより外周部を除去する事が行われることから
問題が顕在化しない状況にあるが、ボイド領域8がグラ
インダ幅9以上に広がる場合があるなどの問題を残して
いる。
【0014】一方、図9に示した縦型装置は図10に示
すようにウェーハの接合裏面を枠5で支持する事で接合
面の傷やスリップ欠陥の発生は回避できる利点はある
が、図11に示すような絶縁膜形成時の上方のウェーハ
と石英ボートとの接触、摩耗によるゴミ10の落下によ
る絶縁膜11のピンホールや局部的な形成厚みの変化を
発生させるなどの問題を生じやすい。 また、SOIウ
ェーハ以外の金属やセラミック、等の材料を貼り合わせ
た積層構造部材の製造工程においても接合前処理に同種
の問題がある。 (発明の目的)本発明は、これらの従来の貼り合わせS
OIウェーハの製造に使用される絶縁膜形成装置の課題
をなくし、貼り合わせSOIウェーハのボイドの原因と
なるゴミや傷あるいはスリップ欠陥の発生を回避可能と
する基板支持治具を提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、 半導体基板の一主面以外の下端部を保持
する溝と、該一主面が上になるように鉛直線方向(重力
の方向、即ち水平面と垂直な方向)に対して該半導体基
板を傾けた状態で、他の主面の基板重心よりも上方位置
で該半導体基板を支持する支持枠と、を備えるようにし
た。
【0016】
【発明の実施の形態】
(作用)上記本発明の基板支持治具を採用し、半導体基
板の一主面を上に、かつ傾けて支持することで、半導体
基板の一主面へのゴミの付着や傷あるいはスリップ欠陥
の発生を回避することができる。
【0017】本発明は特に、基板上に絶縁膜を形成し、
他の基板と接合を行う場合において、接合前の絶縁膜形
成工程において鏡面研磨された接合面と治具の溝が接
触、摩耗することによる接合面へのゴミの付着や傷ある
いはスリップ欠陥の発生を回避することができ、鏡面研
磨された接合面の平坦性とを保持し、結果的に接合界面
のボイドの発生を回避、低減した貼り合わせSOIウェ
ーハを製造、提供することができる。
【0018】なお上記本発明において、半導体基板を鉛
直線方向に対して傾けるには、例えば基板支持治具ある
いは絶縁膜形成装置自体を鉛直線方向に対して傾ける、
あるいは、支持枠を鉛直線方向に対して傾ければよい。
【0019】上記本発明において、複数の半導体基板を
支持可能に複数の溝と支持枠が設けられ、半導体基板が
鉛直線方向に対して傾けられた状態で、各半導体基板が
隣接する支持枠あるいは基板の上端部の鉛直落下位置か
ら離れて配置されるように、前記複数の溝が形成されて
いれば、隣接する基板等からゴミが落下してもそのゴミ
の付着を回避することができる。
【0020】以下本発明の実施形態を図面を用いて説明
する。なお、本発明の基板支持治具は特に用途が限定さ
れるものではないが、絶縁膜を介して接合する積層構造
の半導体装置を作製する場合には、接合面の鏡面状態を
損なう事無く絶縁膜を形成することが望まれるので、こ
のような用途に特に好適に用いられるものである。 (実施形態1)図1は本発明の絶縁膜形成装置の基板支
持治具の第1の実施形態の断面図であり、図2はその側
面図である。
【0021】ウェーハ1は基板支持治具であるところの
石英製ボート2aの溝3に挿入するが溝とウェーハの接
合面が接触しないように溝3は従来(図6のような)の
ウェーハを溝だけで支持する石英製ボードではウェハー
を自立させることができないないような大きなテーパ4
として加工する。この為、石英製ボート2aではウェー
ハ1の接合面とならない裏面(一般的にはプライムウェ
ーハの研削除去面、或いはハンドルウェーハの接合裏
面)を溝3の鉛直位置からウェーハ1の接合裏面側に後
退した位置に設置した石英製ボートの枠5で支持するこ
とでウェーハ1を接合面を上にして傾いた状態(角度
θ)で石英製ボートで支持する。
【0022】複数のウェーハを支持、処理する場合は、
図3の断面図に示したように隣接するウェーハ1aの接
合裏面と石英製ボートの枠5aが接触、摩耗することに
よるゴミの発生、及び隣接するウェーハ1bの接合面へ
の落下、付着の問題を回避する為に石英製ボートの枠5
aの上端部からの鉛直落下点から隣接する溝3bをある
距離(t)だけ離して設け、隣接するウェーハ1bの接
合面最下部へのゴミの落下、付着を回避することが望ま
しい。
【0023】石英製ボート2aの枠5の位置は、傾けて
支持したウェーハ1の重心よりも上方に設定することで
ウェーハ1が背面に転倒することを防止する。石英製ボ
ート2aと枠5は一体に成形されたものである。
【0024】第1の実施形態の基板支持治具は、ウェー
ハの一括処理枚数は減少するが従来の横型装置において
石英製ボート2aの改良のみで実施することができると
いう利点がある。 (実施形態2)図4は本発明の絶縁膜形成装置の基板支
持治具の第2の実施形態の断面図である。
【0025】第1の実施形態との相違点は石英製ボート
2aの溝3と枠5によってウェーハ1を傾けるのではな
く、熱酸化炉をウェーハが傾く程度(角度θ)に傾斜さ
せることで石英製ボート2bそのものを傾けることによ
ってウェーハ1を接合面を上にして傾ける構造としたこ
とにある。
【0026】溝3の形状は第1の実施形態と同様に大き
なテーパ4で加工するが、枠5は溝3の直角上方に位置
させる。枠5の高さ位置は第1の実施形態と同様にウェ
ーハ1を傾けた状態での重心の位置よりも上方に設定す
る。
【0027】複数のウェーハを支持、処理する場合は、
第1の実施形態と同様に石英製ボートを傾けた状態で隣
接する枠の上端部からの鉛直落下点から隣接する溝をあ
る距離だけ離して設ける。
【0028】第2の実施形態の基板支持治具を用いる場
合には、熱酸化炉を傾けるだけで従来と同等の処理枚数
および成膜分布を達成できる利点があるが、例えば熱酸
化炉の反応チューブ6の内径を大きくして石英製ボート
自体を水平面に対して傾ける(角度θ)構造でも良い。
【0029】上記実施形態においては絶縁膜形成装置と
して熱酸化装置を例にとって説明したが、本発明の基板
支持治具はウェーハを傾けてその接合面を硬質の支持治
具と接触させない構造とすることで、接触や摩耗による
ウェーハ接合面への傷やスリップ欠陥やゴミの発生を防
ぎ、接合時のボイドの発生原因を軽減することを目的と
するものであることから、支持治具の構成材料や絶縁膜
の形成条件、反応装置に制約を受けるものではない。
【0030】すなわち、LP−CVD装置やプラズマC
VD装置等のCVD装置において絶縁膜を形成する場合
にも同様の思想での基板支持治具の形状および方法が適
用可能であることは明かである。
【0031】また、熱酸化膜以外の例えば窒化膜、等の
絶縁膜を貼り合わせSOIウェーハの接合界面に適用す
ることができることは明白である。
【0032】さらには、貼り合わせSOIウェーハに留
まらず接合工程を有するその他の接合基板の作製工程に
おいて、接合工程の前処理として化学反応による酸化、
還元処理或いは堆積処理を行う装置において本発明の基
板支持治具を利用する効果が有効であることは言うまで
もない。
【0033】なお、本発明の構成要素から容易に想定さ
れ得る作用を用いた構造上の改良行為は、本発明のその
他の実施形態の範囲に帰属するものとする。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、上記本発明の基板
支持治具を採用し、半導体基板の一主面を上に、かつ傾
けて支持することで、半導体基板の一主面へのゴミの付
着や傷やスリップ欠陥の発生を回避することができる。
特に、基板上に絶縁膜を形成し、他の基板と接合を行う
場合において、接合前の絶縁膜形成工程において鏡面研
磨された接合面と治具の溝が接触、摩耗することによる
接合面へのゴミの付着や傷やスリップ欠陥の発生を回避
することができ、鏡面研磨された接合面の平坦性とを保
持し、結果的に接合界面のボイドの発生を回避、低減し
た貼り合わせSOIウェーハを製造、提供することがで
きる。
【0035】上記本発明において、複数の半導体基板を
支持可能に複数の溝と支持枠が設けられ、半導体基板が
鉛直線方向に対して傾けられた状態で、各半導体基板が
隣接する支持枠あるいは基板の上端部の鉛直落下位置か
ら離れて配置されるように、前記複数の溝が形成されて
いれば、隣接する基板等からゴミが落下してもそのゴミ
の付着を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を適用した絶縁膜形成
装置の基板支持治具の断面図である。
【図2】上記基板支持治具の側面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態の一部を改良した基板
支持治具の断面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態を適用した絶縁膜形成
装置の基板支持治具の断面図である。
【図5】従来の一般的な貼り合わせSOIウェーハの製
造工程図である。
【図6】従来の横型熱酸化装置の基板支持治具の断面図
である。
【図7】上記基板支持治具の側面図である。
【図8】図6の従来の横型熱酸化装置を用いて酸化した
ウェーハの傷の位置を示す図、及びこれを接合した貼り
合わせSOIウェーハのボイド形成状態を示す図であ
る。
【図9】従来の縦型熱酸化装置の基板支持治具の断面図
である。
【図10】上記基板支持治具の側面図である。
【図11】図9の装置を使用して熱酸化膜を形成する時
にウェーハの表面にゴミが落下した場合のウェーハ断面
図である。
【符号の説明】
1 ウェーハ 2,2a 基板支持治具(石英製ボート) 3 溝 4 テーパ 5 枠 6 反応チューブ 7 傷(あるいはスリップ欠陥) 8 ボイド 9 エッジグラインダ処理部 10 ゴミ 11 熱酸化膜

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の一主面以外の下端部を保持
    する溝と、該一主面が上になるように鉛直線方向に対し
    て該半導体基板を傾けた状態で、他の主面の基板重心よ
    りも上方位置で該半導体基板を支持する支持枠と、を備
    えた基板支持治具。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の基板支持治具は、絶縁膜
    形成装置内で前記半導体基板を支持する治具であって、
    前記半導体基板の一主面は絶縁膜形成面で有る基板支持
    治具。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の基板支持治具において、
    基板支持治具あるいは絶縁膜形成装置自体を鉛直線方向
    に対して傾けることで、前記半導体基板を鉛直線方向に
    対して傾けた基板支持治具。
  4. 【請求項4】 請求項1又は請求項2記載の基板支持治
    具において、前記支持枠を鉛直線方向に対して傾けるこ
    とで、前記半導体基板を鉛直線方向に対して傾けた基板
    支持治具。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかの請求項
    に記載の基板支持治具において、複数の半導体基板を支
    持可能に複数の溝と支持枠が設けられ、半導体基板が鉛
    直線方向に対して傾けられた状態で、各半導体基板が隣
    接する支持枠あるいは基板の上端部の鉛直落下位置から
    離れて配置されるように、前記複数の溝が形成されてい
    る基板支持治具。
JP32665695A 1995-12-15 1995-12-15 基板支持治具 Pending JPH09167763A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010092930A1 (ja) * 2009-02-13 2010-08-19 株式会社国際電気セミコンダクターサービス 基板処理装置、処理管、基板保持具、基板保持具の固定具、基板処理方法、及び基板製造方法
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