KR102604684B1 - 웨이퍼 이재 장치, 기상 성장 장치, 웨이퍼 이재 방법 및 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 - Google Patents

웨이퍼 이재 장치, 기상 성장 장치, 웨이퍼 이재 방법 및 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

웨이퍼 이재 장치는, 반송 수단과, 반송 수단으로 반송된 실리콘 웨이퍼를 서셉터(3)에 올려 놓는 올려 놓음 수단을 구비하고, 올려 놓음 수단은, 복수의 리프트 핀(71, 72, 73)과, 복수의 리프트 핀(71, 72, 73)과 서셉터(3)를 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하고, 반송 수단과 올려 놓음 수단 중 적어도 한쪽의 구성은, 복수의 리프트 핀(71, 72, 73)으로 실리콘 웨이퍼를 지지할 때에, 특정의 리프트 핀(71)이 최초로 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉하도록 구성되어 있다.

Description

웨이퍼 이재 장치, 기상 성장 장치, 웨이퍼 이재 방법 및 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법
본 발명은, 웨이퍼 이재(移載) 장치, 기상 성장 장치, 웨이퍼 이재 방법 및 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에 관한 것이다.
기상 성장 장치에 있어서, 서셉터에 웨이퍼를 올려 놓을 때에는, 우선, 반송 블레이드로 하면이 지지된 웨이퍼가 서셉터의 상방으로 반송되면, 리프트 핀을 상승시키고, 그의 상단에서 웨이퍼의 하면을 지지함과 함께, 웨이퍼를 반송 블레이드로부터 이간시킨다. 그 후, 기상 성장 장치는, 리프트 핀을 하강시켜, 웨이퍼를 서셉터에 올려 놓는다.
서셉터에는, 리프트 핀이 삽입 통과하는 관통공이 형성되어 있다. 이 관통공은, 리프트 핀의 승강을 매끄럽게 행하기 위해, 리프트 핀과의 사이에 클리어런스가 설치되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 리프트 핀이 웨이퍼에 접촉했을 때에 리프트 핀이 기울고, 이 기운 상태로 웨이퍼를 반송 블레이드로부터 수취하여 서셉터에 올려 놓으면, 웨이퍼의 올려 놓음 위치가 소망하는 위치로부터 어긋나 버릴 우려가 있다.
그래서, 이러한 올려 놓음 위치의 어긋남을 억제하기 위한 검토가 이루어지고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1의 기상 성장 장치는, 3개의 리프트 핀의 하단측의 부분을 보유 지지(保持)하여, 이들 리프트 핀의 흔들림을 억제하는 서포트 링을 구비하고 있다. 서포트 링은, 링부와, 길이 방향의 일단부가 링부의 내주면에 접속되고, 타단부측이 링부 측에 탄성지지된 판 형상 부재로 구비하고, 판 형상 부재와 링부의 사이에서 리프트 핀을 사이에 두고 보유 지지한다.
일본공개특허공보 2017-135147호
그러나, 특허문헌 1과 같은 구성에서는, 예를 들면, 온도 승강에 수반하여 리프트 핀이나 서포트 링이 팽창이나 수축했을 때에, 리프트 핀과 서포트 링의 사이에서 마찰이 발생할 우려가 있다. 마찰이 발생하면, 리프트 핀이나 서포트 링으로부터의 먼지가 발생하여, 에피택셜 실리콘 웨이퍼 상의 파티클이 증가해 버린다.
본 발명의 목적은, 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 품질이 저하되지 않도록, 실리콘 웨이퍼를 서셉터 상의 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있는 웨이퍼 이재 장치, 기상 성장 장치, 웨이퍼 이재 방법 및 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치는, 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 장치의 서셉터에, 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 웨이퍼 이재 장치로서, 상기 실리콘 웨이퍼를 보유 지지하여 상기 서셉터 상으로 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 수단으로 반송된 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓는 올려 놓음 수단을 구비하고, 상기 올려 놓음 수단은, 상기 서셉터를 관통하는 복수의 관통공의 각각에 승강 가능하게 삽입 통과된 복수의 리프트 핀과, 상기 복수의 리프트 핀과 상기 서셉터를 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하고, 상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시킴으로써, 상기 복수의 리프트 핀으로 상기 실리콘 웨이퍼의 하면을 지지함과 함께, 상기 반송 수단에 의한 상기 실리콘 웨이퍼의 보유 지지가 해제된 후에, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 하강시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓고, 상기 반송 수단과 상기 올려 놓음 수단 중 적어도 한쪽의 구성은, 상기 복수의 리프트 핀으로 상기 실리콘 웨이퍼를 지지할 때에, 특정의 리프트 핀이 최초로 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
복수의 리프트 핀으로 실리콘 웨이퍼를 지지할 때에, 임의의 리프트 핀만이 최초로 맞닿으면, 서셉터의 관통공과 리프트 핀의 사이의 클리어런스의 영향에 의해, 당해 임의의 리프트 핀은, 서셉터의 중앙으로부터 당해 임의의 리프트 핀이 삽입 통과된 관통공을 향하는 특정의 방향으로, 그의 상단이 이동하도록 기운다. 이 상태로부터, 복수의 리프트 핀의 전부를 서셉터에 대하여 상승시켜, 실리콘 웨이퍼를 반송 수단으로부터 수취한 후, 복수의 리프트 핀을 서셉터에 대하여 하강시킴으로써, 실리콘 웨이퍼를 서셉터 상에 올려 놓으면, 그 올려 놓음 위치는, 반송 수단에 의한 실리콘 웨이퍼의 반송 정지 위치의 바로 아래보다도, 상기 특정의 방향으로 어긋난다.
본 발명에 의하면, 복수의 리프트 핀 중 특정의 리프트 핀을 실리콘 웨이퍼에 최초로 맞닿게 하기 때문에, 실리콘 웨이퍼의 서셉터 상의 올려 놓음 위치는, 반송 수단에 의한 실리콘 웨이퍼의 반송 정지 위치의 바로 아래보다도 상기 특정의 방향으로 어긋난다. 따라서, 이 특정 방향으로의 어긋남량을 미리 파악해 두고, 반송 수단에 의한 실리콘 웨이퍼의 반송 정지 위치를, 상기 파악한 어긋남량만큼, 상기 특정의 방향의 반대 방향측으로 이동한 위치로 설정해 둠으로써, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다. 또한, 상기 특허문헌 1의 서포트 링과 같은 특수한 부재를 이용하지 않기 때문에, 먼지가 발생하는 것을 억제할 수 있어, 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 품질 저하를 억제할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치에 있어서, 상기 상대 이동 수단은, 상기 특정의 리프트 핀의 상단이 다른 리프트 핀의 상단보다도 높은 위치에 위치하는 상태로, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시키는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 리프트 핀의 높이 위치를 조정하기만 하는 간단한 방법으로, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치에 있어서, 상기 상대 이동 수단은, 상기 특정의 리프트 핀의 상단이 다른 리프트 핀의 상단보다도 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하만큼 높은 위치에 위치하는 상태로, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시키는 것이 바람직하다.
리프트 핀의 높이의 차가 0.5㎜ 미만인 경우, 실리콘 웨이퍼의 열에 의한 휨의 크기에 따라서는, 특정의 리프트 핀을 최초로 실리콘 웨이퍼에 접촉시킬 수 없어, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 없을 우려가 있다. 또한, 5㎜를 초과하면, 특정의 리프트 핀 이외의 리프트 핀이 실리콘 웨이퍼에 접촉할 때까지의 사이에 실리콘 웨이퍼의 기울기가 커지고, 반송 수단상에서 실리콘 웨이퍼의 위치가 크게 어긋나 버려, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 없을 우려가 있다.
본 발명에서는, 리프트 핀의 높이의 차를 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하로 하고 있기 때문에, 전술과 같은 문제를 억제할 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치에 있어서, 상기 복수의 리프트 핀은, 동일한 길이를 갖고, 상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀의 하단에 각각 맞닿는 복수의 맞닿음부를 갖고, 상기 서셉터에 대하여 상대 이동하는 리프트 핀 지지 부재를 구비하고, 상기 특정의 리프트 핀에 맞닿는 상기 맞닿음부의 상단은, 다른 상기 맞닿음부의 상단보다도 높은 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 특정의 맞닿음부의 상단을 다른 맞닿음부의 상단보다도 높게 하기만 하는 간단한 방법으로, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치에 있어서, 상기 특정의 리프트 핀은, 다른 리프트 핀보다도 길게 형성되고, 상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀의 하단에 각각 맞닿는 복수의 맞닿음부를 갖고, 상기 서셉터에 대하여 상대 이동하는 리프트 핀 지지 부재를 구비하고, 상기 복수의 맞닿음부의 상단은, 동일한 높이 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 특정의 리프트 핀을 다른 리프트 핀보다도 길게 하기만 하는 간단한 방법으로, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치에 있어서, 상기 반송 수단은, 상기 서셉터 상에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼에 있어서의 상기 특정의 리프트 핀으로 지지되는 부분이 다른 부분보다도 하측에 위치하도록, 상기 실리콘 웨이퍼를 반송하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 반송 수단으로 반송된 실리콘 웨이퍼의 서셉터 상에서의 자세를 설정하기만 하는 간단한 방법으로, 실리콘 웨이퍼를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
본 발명의 웨이퍼 이재 장치에 있어서, 상기 반송 수단은, 긴 형상의 지지 부재를 구비하고, 상기 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여진 상기 지지 부재를 그의 길이 방향으로 이동시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터 상으로 반송하고, 상기 지지 부재는, 서로 떨어진 위치로부터 당해 지지 부재의 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장 돌출부를 구비하고, 상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀 중, 상기 한 쌍의 연장 돌출부의 사이에 위치하는 리프트 핀을, 상기 특정의 리프트 핀으로 하여 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉시키는 것이 바람직하다.
실리콘 웨이퍼가 서셉터 상으로 반송되면, 서셉터를 수용하는 챔버 내의 열에 의해, 실리콘 웨이퍼는, 하면이 하측으로 돌출하도록 휘거나, 상면이 상측으로 돌출하도록 휘거나 하는 경우가 있다.
본 발명에 의하면, 휨 상태가 안정되지 않는 실리콘 웨이퍼라도, 목표 올려 놓음 위치에 올려 놓을 수 있다.
본 발명의 기상 성장 장치는, 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 장치로서, 상기 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여지는 서셉터와, 상기 서셉터에 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 전술의 웨이퍼 이재 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼 이재 방법은, 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 장치의 서셉터에, 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 웨이퍼 이재 방법으로서, 상기 실리콘 웨이퍼를 보유 지지하여 상기 서셉터 상으로 반송하는 반송 공정과, 상기 반송 공정에서 반송된 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓는 올려 놓음 공정을 구비하고, 상기 올려 놓음 공정은, 상기 서셉터를 관통하는 복수의 관통공의 각각에 승강 가능하게 삽입 통과된 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시킴으로써 상기 서셉터 상의 상기 실리콘 웨이퍼의 하면을 지지함과 함께, 상기 반송 공정에 의한 상기 실리콘 웨이퍼의 보유 지지가 해제된 후에, 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 하강시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓는 상대 이동 공정을 구비하고, 상기 반송 공정과 상기 올려 놓음 공정 중 적어도 한쪽의 공정은, 상기 복수의 리프트 핀으로 상기 실리콘 웨이퍼를 지지할 때에, 특정의 리프트 핀을 최초로 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉시키는 행해지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 웨이퍼의 이재 방법에 있어서, 긴 형상의 지지 부재로서, 서로 떨어진 위치로부터 상기 지지 부재의 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장 돌출부를 구비하는 지지 부재를 이용하고, 상기 반송 공정은, p－형의 상기 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여진 상기 지지 부재를 그의 길이 방향으로 이동시킴으로써, 상기 p－형의 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터 상으로 반송하고, 상기 상대 이동 공정은, 상기 복수의 리프트 핀 중, 상기 한 쌍의 연장 돌출부의 사이에 위치하는 리프트 핀을, 상기 특정의 리프트 핀으로 하여 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법은, 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서, 서셉터에 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 전술의 웨이퍼 이재 방법을 행하는 공정과, 상기 서셉터에 이재된 상기 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 기상 성장 장치의 한 방향으로부터 보았을 때의 개략도이다.
도 2는 상기 기상 성장 장치의 상기 한 방향과 직교하는 방향으로부터 보았을 때의 개략도이다.
도 3은 상기 기상 성장 장치의 서셉터 및 서셉터 지지 부재의 사시도이다.
도 4는 상기 서셉터의 관통공의 단면도이다.
도 5는 상기 기상 성장 장치의 리프트 핀 지지 부재에 있어서의 리프트 핀의 지지 상태를 나타내는 개략도이다.
도 6a는 상기 기상 성장 장치를 이용한 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 설명도이고, 서셉터 상방에 실리콘 웨이퍼가 반송되었을 때의 평면도이다.
도 6b는 상기 기상 성장 장치를 이용한 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 설명도이고, 실리콘 웨이퍼가 리프트 핀에 접촉했을 때의 측면도이다.
도 6c는 상기 기상 성장 장치를 이용한 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 설명도이고, 서셉터에 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여졌을 때의 평면도이다.
도 7a는 상기 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 설명도이고, 휨이 발생한 p＋＋형 또는 p－형의 실리콘 웨이퍼가 리프트 핀에 접촉했을 때의 측면도이다.
도 7b는 상기 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법의 설명도이고, 휨이 발생한 p－형의 실리콘 웨이퍼가 리프트 핀에 접촉했을 때의 측면도이다.
도 8a는 본 발명의 변형예에 따른 실리콘 웨이퍼가 리프트 핀에 접촉했을 때의 측면도이다.
도 8b는 다른 변형예에 따른 실리콘 웨이퍼가 리프트 핀에 접촉했을 때의 측면도이다.
도 9a는 본 발명의 비교예에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 목표 올려 놓음 위치에 대한 올려 놓음 위치의 분포를 나타낸다.
도 9b는 본 발명의 실시예 1에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 목표 올려 놓음 위치에 대한 올려 놓음 위치의 분포를 나타낸다.
도 9c는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 실리콘 웨이퍼의 목표 올려 놓음 위치에 대한 올려 놓음 위치의 분포를 나타낸다.
도 10a는 도 9b의 결과에 기초하여 실리콘 웨이퍼의 반송 정지 위치를 조정한 경우의 실리콘 웨이퍼의 목표 올려 놓음 위치에 대한 실시예 1에 있어서의 올려 놓음 위치의 분포를 나타낸다.
도 10b는 도 9c의 결과에 기초하여 실리콘 웨이퍼의 반송 정지 위치를 조정한 경우의 실리콘 웨이퍼의 목표 올려 놓음 위치에 대한 실시예 2에 있어서의 올려 놓음 위치의 분포를 나타낸다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
[실시 형태]
이하, 본 발명의 일 실시 형태에 대해서 설명한다.
〔기상 성장 장치의 구성〕
도 1에 나타내는 바와 같이, 기상 성장 장치(1)는, 챔버(2)와, 서셉터(3)와, 가열부(4)와, 웨이퍼 이재 장치(5)를 구비하고 있다.
챔버(2)는, 상(上) 돔(21)과, 하(下) 돔(22)과, 각 돔(21, 22)의 외연끼리를 고정하는 돔 고정체(23)를 구비하고, 이들에 의해 에피택셜막 형성실(20)이 구획되어 있다.
상 돔(21) 및 하 돔(22)은, 석영에 의해 형성되어 있다.
하 돔(22)의 중앙에는, 하방으로 연장되어, 후술하는 리프트 핀 지지 부재(76)의 주주(主柱)(761)가 삽입 통과되는 통부(221)가 형성되어 있다.
돔 고정체(23)는, 실리콘 웨이퍼(W)를 에피택셜막 형성실(20)에 반입출하기 위한 웨이퍼 반입출구(24)를 구비하고 있다. 돔 고정체(23)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 에피택셜막 형성실(20) 내에 가스를 공급하기 위한 가스 공급구(25)와, 에피택셜막 형성실(20)로부터 가스를 배출하기 위한 가스 배출구(26)를 구비하고 있다.
서셉터(3)는, 실리콘 카바이드로 피복된 카본에 의해 원판 형상으로 형성되어 있다.
서셉터(3)의 한쪽의 주면에는, 실리콘 웨이퍼(W)가 수용되는 원 형상의 카운터보어부(31)가 형성되어 있다. 카운터보어부(31)의 직경은, 실리콘 웨이퍼(W)의 직경보다도 크게 되어 있다.
서셉터(3)의 다른 한쪽의 주면의 외연 근방에는, 도 3에도 나타내는 바와 같이, 후술하는 지지 핀(753)이 끼워 넣어지는 3개의 끼워 맞춤 홈(32)이 형성되어 있다. 끼워 맞춤 홈(32)은, 서셉터(3)의 둘레 방향으로 120° 간격으로 형성되어 있다.
또한, 서셉터(3)에는, 양 주면을 관통하는 제1, 제2, 제3 관통공(33, 34, 35)이 형성되어 있다.
각 관통공(33, 34, 35)은, 카운터보어부(31) 내에 있어서, 서셉터(3)의 둘레 방향으로 120° 간격으로 형성되어 있다. 각 관통공(33, 34, 35)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(W)가 올려 놓여지는 카운터보어부(31)의 올려 놓음면(31A)으로부터 서셉터(3)의 두께 방향 중심을 향함에 따라 내경이 작아지는 원추 형상의 테이퍼부(33A, 34A, 35A)와, 서셉터(3)의 두께 방향으로 내경이 동일한 축공부(33B, 34B, 35B)를 구비하고 있다.
가열부(4)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 챔버(2)의 상측에 형성된 상 히터(41)와, 하측에 형성된 하 히터(42)를 구비하고 있다. 상 히터(41) 및 하 히터(42)는, 적외 램프나 할로겐 램프에 의해 구성되어 있다.
웨이퍼 이재 장치(5)는, 서셉터(3)에 실리콘 웨이퍼(W)를 이재한다. 웨이퍼 이재 장치(5)는, 반송 수단(6)과, 올려 놓음 수단(7)을 구비하고 있다.
반송 수단(6)은, 실리콘 웨이퍼(W)를 보유 지지하여 서셉터(3) 상으로 반송한다. 반송 수단(6)은, 긴 형상의 지지 부재(61)(도 6a 참조)와, 반송 로봇(62)을 구비하고 있다.
지지 부재(61)는, 예를 들면, 석영에 의해 가늘고 긴 장방형 판 형상으로 형성되어 있다. 지지 부재(61)는, 가늘고 긴 장방형 판 형상의 본체부(61A)와, 이 본체부(61A)의 선단의 폭 방향 양단으로부터 연장되는 한 쌍의 연장 돌출부(61B)를 구비하고 있다.
반송 로봇(62)은, 지지 부재(61)의 길이 방향의 일단측을 보유 지지한다. 반송 로봇(62)은, 지지 부재(61)를 그의 길이 방향으로 이동시킴으로써, 지지 부재(61)에 올려 놓여진 실리콘 웨이퍼(W)를 챔버(2) 내로 반송하고, 서셉터(3)의 카운터보어부(31)에 실리콘 웨이퍼(W)가 올려 놓여지면 지지 부재(61)를 원래의 위치까지 이동시킨다. 반송 로봇(62)은, 필요에 따라서, 실리콘 웨이퍼(W)를 챔버(2) 내로 반송하기 전에, 지지 부재(61)를 그의 길이 방향과 직교하는 방향으로 이동시켜, 서셉터(3)에 있어서의 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치를 조정한다.
올려 놓음 수단(7)은, 반송 수단(6)으로 반송된 실리콘 웨이퍼(W)를 서셉터(3)에 올려 놓는다. 올려 놓음 수단(7)은, 도 1, 2, 3, 5에 나타내는 바와 같이, 제1, 제2, 제3 리프트 핀(71, 72, 73)과, 상대 이동 수단(74)을 구비하고 있다.
각 리프트 핀(71, 72, 73)은, 예를 들면 실리콘 카바이드로 피복된 카본에 의해 동일한 형태의 봉 형상으로 형성되어 있다. 각 리프트 핀(71, 72, 73)은, 도 4에 나타내는 바와 같이, 원추대 형상의 두부(71A, 72A, 73A)와, 당해 두부(71A, 72A, 73A)에 있어서의 직경이 작은 쪽의 단부로부터 원주 형상으로 연장되는 축부(71B, 72B, 73B)를 구비하고 있다.
각 리프트 핀(71, 72, 73)은, 축부(71B, 72B, 73B)가 각 관통공(33, 34, 35)의 축공부(33B, 34B, 35B)에 삽입 통과되고, 그의 자중에 의해 두부(71A, 72A, 73A)가 테이퍼부(33A, 34A, 35A)에 맞닿음으로써, 서셉터(3)로 지지된다. 두부(71A, 72A, 73A)는, 각 리프트 핀(71, 72, 73)이 서셉터(3)로 지지되어 있을 때에, 그의 상단이 카운터보어부(31)의 올려 놓음면(31A)보다도 하방에 위치하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. 축부(71B, 72B, 73B)는, 그의 중심축이 각 관통공(33, 34, 35)의 축공부(33B, 34B, 35B)의 중심축과 일치하도록 배치되었을 때에, 축공부(33B, 34B, 35B)와의 사이에, 클리어런스(C)가 형성되는 굵기로 형성되어 있다.
상대 이동 수단(74)은, 각 리프트 핀(71, 72, 73)과 서셉터(3)를 상대 이동시킴으로써, 반송 수단(6)으로 반송된 실리콘 웨이퍼(W)를 서셉터(3)에 올려 놓는다. 상대 이동 수단(74)은, 서셉터 지지 부재(75)와, 리프트 핀 지지 부재(76)와, 구동 수단(77)을 구비하고 있다.
서셉터 지지 부재(75)는, 석영으로 형성되어 있다. 서셉터 지지 부재(75)는, 원주 형상의 주주(751)와, 당해 주주(751)의 선단으로부터 방사 형상으로 연장되는 3개의 아암(752)과, 각 아암(752)의 선단에 형성된 지지 핀(753)을 구비하고 있다.
아암(752)은, 주주(751)의 둘레 방향으로 120° 간격으로 비스듬한 상방으로 연장되도록 형성되어 있다. 아암(752)의 길이 방향의 중앙에는, 당해 아암(752)을 관통하는 관통공(752A)이 형성되어 있다.
각 지지 핀(753)은, 무구(無垢)의 SiC로 형성되어 있고, 서셉터(3)의 각 끼워 맞춤 홈(32)에 각각 끼워 넣어짐으로써, 당해 서셉터(3)를 지지한다.
리프트 핀 지지 부재(76)는, 석영으로 형성되어 있다. 리프트 핀 지지 부재(76)는, 원통 형상의 주주(761)와, 당해 주주(761)의 선단으로부터 방사 형상으로 연장되는 제1, 제2, 제3 아암(762, 763, 764)과, 각 아암(762, 763, 764)의 선단에 형성된 제1, 제2, 제3 맞닿음부(765, 766, 767)를 구비하고 있다.
각 아암(762, 763, 764)은, 주주(761)의 둘레 방향으로 120° 간격으로 비스듬한 상방으로 연장되도록 형성되어 있다.
각 맞닿음부(765, 766, 767)는, 각각의 상단면(765A, 766A, 767A)에서 각 리프트 핀(71, 72, 73)을 하방으로부터 지지한다. 제1 맞닿음부(765)는, 제2, 제3 맞닿음부(766, 767)보다도 높게 형성되어 있다. 상단면(765A)과, 상단면(766A, 767A)의 높이의 차 ΔH는, 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하인 것이 바람직하고, 2㎜ 이상 3㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
주주(761)는, 각 아암(762, 763, 764)이 에피택셜막 형성실(20) 내에 위치하는 상태로, 하 돔(22)의 통부(221)에 삽입 통과되어 있다. 주주(761)의 내부에는, 각 아암(762, 763, 764)이 서셉터 지지 부재(75)의 각 아암(752)의 하방에 위치하는 상태로, 또한, 서셉터(3)로 지지된 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 하단이 각 맞닿음부(765, 766, 767)의 상단면(765A, 766A, 767A)에 맞닿음 가능한 상태로, 주주(751)가 삽입 통과되어 있다.
구동 수단(77)은, 서셉터 지지 부재(75) 및 리프트 핀 지지 부재(76)를 회전시키거나, 리프트 핀 지지 부재(76)를 승강시키거나 한다.
〔에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법〕
다음으로, 기상 성장 장치(1)를 이용한 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법에 대해서 설명한다.
우선, p형 또는 n형의 실리콘 웨이퍼(W)를 준비한다. 실리콘 웨이퍼(W)가 p형인 경우, 붕소가 첨가되어 있고, n형인 경우, 인, 비소, 안티몬이 첨가되어 있다. 실리콘 웨이퍼(W)의 직경은, 200㎜, 300㎜, 450㎜ 등, 어느 크기라도 좋다.
다음으로, 질소 분위기의 도시하지 않는 로봇실 내에 배치된 반송 수단(6)의 지지 부재(61)는, 실리콘 웨이퍼(W)를 그의 주면이 수평면과 평행이 되도록 지지한다. 그 후, 로봇실과 챔버(2)의 사이에 배치된 도시하지 않는 게이트 밸브가 열리면, 반송 수단(6)의 반송 로봇(62)은, 주면이 수평면과 평행이 되는 상태를 유지한 채, 웨이퍼 반입 출구(24)를 통하여, 실리콘 웨이퍼(W)를 가열부(4)에서 가열된 에피택셜막 형성실(20) 내에 반입하여, 서셉터(3)의 카운터보어부(31) 상에서 정지시킨다.
이 때, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 서셉터(3)는, 제1 관통공(33)이 한 쌍의 연장 돌출부(61B)의 사이의 중심 위치 또한 실리콘 웨이퍼(W)의 중심(WC)보다도 반입 방향측에 위치하고, 제2, 제3 관통공(34, 35)이 본체부(61A)의 외측 또한 중심(WC)보다도 반출 방향측(로봇실측)에 위치하도록, 회전 방향의 위치가 조정되어 있다.
다음으로, 웨이퍼 이재 장치(5)의 구동 수단(77)은, 리프트 핀 지지 부재(76)를 상승시켜, 서셉터(3)로 지지되어 있는 각 리프트 핀(71, 72, 73)을 상승시킨다. 이 때, 제1 맞닿음부(765)의 상단면(765A)이, 제2, 제3 맞닿음부(766, 767)의 상단면(766A, 767A)보다도 상방에 위치하고 있기 때문에, 각 리프트 핀(71, 72, 73)은, 제1 리프트 핀(71)의 두부(71A)가 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)의 두부(72A, 73A)보다도 상방에 위치한 상태를 유지한 채, 상승한다. 따라서, 제1 리프트 핀(71)이 최초로 실리콘 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하고, 그 후, 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)이 접촉한다.
여기에서, 가령, 리프트 핀 지지 부재(76)의 맞닿음부(765, 766, 767)를 동일한 높이에 형성한 경우, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 두부(71A, 72A, 73A)가 동일한 높이에 위치한 상태를 유지한 채, 상승한다. 실리콘 웨이퍼(W)는, 에피택셜막 형성실(20) 내에 있어서 가열부(4)에서 가열되기 때문에, 당해 실리콘 웨이퍼(W)의 양 주면의 온도차나 열 흡수의 차이에 의해 휨이 발생한다. 이 경우, 실리콘 웨이퍼(W)의 휨의 상태에 따라, 실리콘 웨이퍼(W)에 최초로 접촉하는 리프트 핀이 제1 리프트 핀(71)이거나, 제2 리프트 핀(72)이거나 하여 안정되지 않는다.
서셉터(3)의 각 관통공(33, 34, 35)의 축공부(33B, 34B, 35B)는, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 축부(71B, 72B, 73B)의 사이에, 클리어런스(C)가 설치되도록 형성되어 있다. 이 때문에, 예를 들면, 도 6b에 이점쇄선으로 나타내는 실리콘 웨이퍼(W)에, 제1 리프트 핀(71)이 최초로 접촉하여 추가로 상승하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 중량이 제1 리프트 핀(71)에만 작용하고, 또한, 제1 리프트 핀(71)의 하단이 제1 맞닿음부(765)에 고정되어 있지 않기 때문에, 클리어런스(C)의 존재에 의해, 제1 리프트 핀(71)이 기울어 버린다. 구체적으로는, 제1 리프트 핀(71)은, 서셉터(3)의 중심으로부터 제1 관통공(33)을 향하는 제1 방향(D1)측으로, 두부(71A)가 이동하도록 기운다.
이 제1 리프트 핀(71)의 기울기에 의해, 도 6b에 실선으로 나타내는 바와 같이, 실리콘 웨이퍼(W)는, 반송 수단(6)에 의한 서셉터(3) 상의 정지 위치보다도 제1 방향(D1)측으로 어긋난다.
이 상태로, 추가로 리프트 핀 지지 부재(76)를 상승시키면, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 전체가 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉하여, 당해 실리콘 웨이퍼(W)가 지지 부재(61)로부터 들어 올려지지만, 이 들어 올려졌을 때의 실리콘 웨이퍼(W)의 위치는, 서셉터(3) 상의 정지 위치보다도 제1 방향(D1)측으로 어긋난다.
반송 수단(6)이 지지 부재(61)를 챔버(2)의 외부로 이동시키고, 게이트 밸브가 닫히면, 구동 수단(77)이 리프트 핀 지지 부재(76)를 하강시켜, 실리콘 웨이퍼(W)가 서셉터(3)의 카운터보어부(31) 내에 올려 놓여지지만, 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 서셉터(3) 상의 목표 올려 놓음 위치(P)보다도 제1 방향(D1)측으로 어긋난 상태가 유지된다.
이러한 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치의 어긋남은, 제2 리프트 핀(72)이나 제3 리프트 핀(73)이 최초로 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉한 경우에도 동일하게 발생한다. 그 어긋나는 방향은, 제2 리프트 핀(72)이 최초로 접촉한 경우에는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 서셉터(3)의 중심으로부터 제2 관통공(34)을 향하는 제2 방향(D2)이 되고, 제3 리프트 핀(73)이 최초로 접촉한 경우에는, 서셉터(3)의 중심으로부터 제3 관통공(35)을 향하는 제3 방향(D3)이 된다.
이와 같이, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 두부(71A, 72A, 73A)가 동일한 높이에 위치한 상태를 유지한 채, 이들을 상승시키는 경우에는, 실리콘 웨이퍼(W)의 서셉터(3) 상의 올려 놓음 위치가 어느 방향으로 어긋나는지 알 수 없다.
이에 대하여, 본 실시 형태에서는, 제1 리프트 핀(71)을 최초로 실리콘 웨이퍼(W)의 하면에 접촉시키기 때문에, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 전체가 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉했을 때의 실리콘 웨이퍼(W)가 어긋나는 방향은, 제1 방향(D1)만이 된다.
반송 수단(6)의 반입에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 정지 위치는, 일반적으로는, 서셉터(3) 상에 있어서의 실리콘 웨이퍼(W)의 목표 올려 놓음 위치(P)의 바로 위가 되지만, 본 실시 형태에서는, 높은 확률로 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치가 당해 정지 위치로부터 제1 방향(D1)으로 어긋나는 것을 알고 있다. 이 때문에, 이 어긋남량(ΔD)을 미리 파악해 두고, 목표 올려 놓음 위치(P)의 바로 위로부터 ΔD만큼 제1 방향(D1)의 반대 방향측으로 되돌아온 위치에, 반송 수단(6)에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 정지 위치를 설정해 둠으로써, 실리콘 웨이퍼(W)를 서셉터(3) 상의 목표 올려 놓음 위치(P)에 올려 놓을 수 있다.
또한, 지지 부재(61)에 의해 실리콘 웨이퍼(W)가 서셉터(3) 상에서 지지되어 있는 상태에서는, 서셉터(3)로부터의 복사열에 의해, 실리콘 웨이퍼(W)의 하면측의 온도가 상면측의 온도보다도 높게 되어 있다.
실리콘 웨이퍼(W)가 p＋＋형인 경우, 실리콘 웨이퍼(W)의 열 흡수율이 높기 때문에, 상기 복사열의 영향에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 상하면의 온도차가 생기기 쉽다. 이 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)는, 서셉터(3) 상에 반입되면, 단시간으로, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 하면이 하측으로 돌출되도록 휜다. 즉, 실리콘 웨이퍼(W)는, 지지 부재(61)의 한 쌍의 연장 돌출부(61B)의 사이에 존재하는 부분이, 본체부(61A)의 외측에 존재하는 부분보다도 낮아지도록 휜다. 따라서, 도 7a에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 한 쌍의 연장 돌출부(61B)의 사이에 존재하는 제1 리프트 핀(71)이, 최초로 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉하기 쉬워진다.
한편, 실리콘 웨이퍼(W)가 p－형인 경우, 실리콘 웨이퍼(W)의 열 흡수율이 p＋＋형과 비교하여 낮기 때문에, 복사열의 영향에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 상하면의 온도차가 생기기 어렵다. 이 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)는, 서셉터(3) 상에 반입되면, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 하면이 하측으로 돌출되도록 휘거나, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 상면이 상측으로 돌출되도록 휘거나 한다. 즉, 실리콘 웨이퍼(W)는, 한 쌍의 연장 돌출부(61B)의 사이에 존재하는 부분이, 본체부(61A)의 외측에 존재하는 부분보다도 낮아지거나, 높아지거나 하도록 휜다.
실리콘 웨이퍼(W)가 도 7a에 나타내는 바와 같이 휘는 경우, p＋＋형의 경우와 동일하게, 제1 리프트 핀(71)이 최초로 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉하기 쉬워진다.
한편, 실리콘 웨이퍼(W)가 도 7b에 나타내는 바와 같이 휘는 경우, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 높이 위치를 동일하게 하면, 본체부(61A)의 외측에 존재하는 제2 리프트 핀(72) 또는 제3 리프트 핀(73)에 최초로 접촉하기 쉬워져, 올려 놓음 위치가 어느 방향으로 어긋날지를 미리 파악하기 어려워진다. 그 결과, 실리콘 웨이퍼(W)를 목표 올려 놓음 위치(P)에 올려 놓을 수 없는 경우가 발생한다. 그러나, 본 실시 형태에서는, 제1 리프트 핀(71)의 높이 위치를 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)보다도 높게 하고 있기 때문에, 제1 리프트 핀(71)과 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)의 높이의 차를 실리콘 웨이퍼(W)의 휨량보다도 크게 함으로써, 도 7b에 이점쇄선으로 나타내는 바와 같이 제1 리프트 핀(71)을 최초로 실리콘 웨이퍼(W)에 접촉시키기 쉬워져, 올려 놓음 위치가 어느 방향으로 어긋날지를 미리 파악할 수 있다. 그 결과, 휨 상태가 안정되지 않는 p－형의 실리콘 웨이퍼(W)라도, 실리콘 웨이퍼(W)를 목표 올려 놓음 위치(P)에 올려 놓을 수 있다.
또한, 실리콘 웨이퍼(W)의 휨량(실리콘 웨이퍼(W)의 외연과 중앙의 차이)은, 실리콘 웨이퍼(W)의 두께나 에피택셜막 형성실(20) 내의 온도에도 의하지만, 1㎜ 정도이다.
실리콘 웨이퍼(W)가 서셉터(3)에 올려 놓여진 후, 가스 공급구(25)로부터 캐리어 가스로서의 수소 가스를 연속적으로 도입하면서, 가스 배출구(26)로부터 배출함으로써, 에피택셜막 형성실(20) 내를 수소 분위기로 한다. 그 후, 에피택셜막 형성실(20) 내의 온도를 상승시켜, 캐리어 가스와 함께, 원료 가스, 도핑 가스를 에피택셜막 형성실(20) 내에 도입함과 함께, 구동 수단(77)이 서셉터 지지 부재(75) 및 리프트 핀 지지 부재(76)를 회전시킴으로써, 실리콘 웨이퍼(W)에 에피택셜막을 형성한다.
또한, 원료 가스로서는, 예를 들면 SiH4(모노실란), SiH2Cl2(디클로르실란), SiHCl3(트리클로로실란), SiCl4(4염화 실리콘) 등이 사용된다. 도핑 가스로서는, 에피택셜막이 P형인 경우에는, B2H6(디볼란), BCl3(트리클로로볼란) 등의 붕소 화합물이 사용되고, N형인 경우에는, PH3(포스핀), AsH3(아르신) 등이 사용된다.
에피택셜막의 형성 후, 구동 수단(77)은, 리프트 핀 지지 부재(76)를 상승시켜, 각 리프트 핀(71, 72, 73)으로 실리콘 웨이퍼(W)를 서셉터(3)로부터 들어 올린다. 그 후, 게이트 밸브가 열리면, 반송 로봇(62)은, 지지 부재(61)를 에피택셜막 형성실(20) 내부로 이동시키고, 실리콘 웨이퍼(W)의 하방에서 정지시킨다. 그리고, 구동 수단(77)이 리프트 핀 지지 부재(76)를 하강시켜 실리콘 웨이퍼(W)를 지지 부재(61)에 인수 인도하면, 반송 로봇(62)이 지지 부재(61)를 실리콘 웨이퍼(W)와 함께 에피택셜막 형성실(20)의 외부로 반출하고, 1매의 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 처리가 종료된다.
〔실시 형태의 작용 효과〕
전술의 실시 형태에 의하면, 각 리프트 핀(71, 72, 73) 중 제1 리프트 핀(71)을 실리콘 웨이퍼(W)에 최초로 맞닿게 하기 때문에, 미리 제1 방향(D1)으로의 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치의 어긋남량을 파악하여, 반송 수단(6)에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 정지 위치를 설정해 둠으로써, 실리콘 웨이퍼(W)를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
제1 맞닿음부(765)를 제2, 제3 맞닿음부(766, 767)보다도 높게 형성하고 있기 때문에, 동일한 형태의 각 리프트 핀(71, 72, 73)을 이용해도, 실리콘 웨이퍼(W)를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
각 리프트 핀(71, 72, 73) 중, 한 쌍의 연장 돌출부(61B)의 사이에 위치하는 제1 리프트 핀(71)을, 특정의 리프트 핀으로 하여 실리콘 웨이퍼(W)의 하면에 최초로 접촉시키고 있다. 이 때문에, 휨 상태가 안정되지 않는 p－형의 실리콘 웨이퍼(W)라도, 실리콘 웨이퍼(W)를 목표 올려 놓음 위치(P)에 올려 놓을 수 있다.
[변형예]
또한, 본 발명은 상기 실시 형태에만 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 여러 가지의 개량 그리고 설계의 변경 등이 가능하다.
예를 들면, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 각 맞닿음부(765, 766, 767)의 높이를 동일하게 하여, 제1 리프트 핀(71)의 길이를 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)보다도 길게 함으로써, 그의 주면이 수평면과 평행이 되도록 반입된 실리콘 웨이퍼(W)에, 제1 리프트 핀(71)을 최초로 맞닿게 하도록 해도 좋다.
도 8b에 나타내는 바와 같이, 각 맞닿음부(765, 766, 767)의 높이를 동일하게 함과 함께, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 길이를 동일하게 하여, 반송 수단(6)의 지지 부재(61)로 그의 주면이 수평면에 대하여 경사지도록 실리콘 웨이퍼(W)를 반입함으로써, 제1 리프트 핀(71)을 실리콘 웨이퍼(W)에 최초로 맞닿게 하도록 해도 좋다.
상기 실시 형태나 도 8a, 도 8b에 나타내는 변형예에서는, 제1 리프트 핀(71)을 실리콘 웨이퍼(W)에 최초로 맞닿게 했지만, 제2 리프트 핀(72)이나 제3 리프트 핀(73)을 최초로 맞닿게 해도 좋다. 제2 리프트 핀(72)이나 제3 리프트 핀(73)을 최초로 맞닿게 하는 경우, 제2 방향(D2)이나 제3 방향(D3)으로 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치가 어긋나게 되지만, 실리콘 웨이퍼(W)를 에피택셜막 형성실(20)에 반입하기 전에, 어긋나는 방향에 따라서, 지지 부재(61)를 실리콘 웨이퍼(W)의 반입 방향과 직교하는 방향으로 이동시킴으로써, 실리콘 웨이퍼(W)를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
또한, 각 리프트 핀(71, 72, 73)을 서셉터(3)의 둘레 방향 180° 회전시킨 상태로 배치해도 좋다. 리프트 핀의 개수는, 4개 이상이라도 좋다.
각 리프트 핀(71, 72, 73)의 전체에서 실리콘 웨이퍼(W)를 반송 수단(6)으로부터 수취한 후에, 각 리프트 핀(71, 72, 73)을 정지시키고, 또는, 하강시키면서, 서셉터(3)를 상승시켜 실리콘 웨이퍼(W)를 서셉터(3)에 올려 놓아도 좋다.
실시예
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 하등 한정되는 것은 아니다.
〔비교예〕
우선, 상기 실시 형태와 동일한 기상 성장 장치와, 직경이 300㎜ 또한 두께가 775㎛인 p－형의 실리콘 웨이퍼(W)를 준비했다. 각 리프트 핀(71, 72, 73)으로서, 축부(71B, 72B, 73B)와, 각 관통공(33, 34, 35)의 축공부(33B, 34B, 35B)의 클리어런스(C)가 0.25㎜인 것을 준비했다.
그리고, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 높이 위치를 동일하게 하여, 에피택셜막 형성실(20) 내를 700℃로 가열하여, 실리콘 웨이퍼(W)의 서셉터(3)로의 올려 놓음 처리를 행했다. 서셉터(3)에 올려 놓여진 실리콘 웨이퍼(W)의 중심과, 목표 올려 놓음 위치(P)의 중심의 어긋남을, 측정 장치(Epicrew사 제조　Edge Zoom)를 이용하여 서셉터 상방으로부터 측정했다. 100매의 실리콘 웨이퍼(W)에 대하여 동일한 실험을 행했다.
〔실시예 1〕
제1 리프트 핀(71)의 높이 위치를, 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)의 높이 위치보다도 1㎜ 높게 한 것 이외는, 비교예 1과 동일한 실험을 행했다.
〔실시예 2〕
제1 리프트 핀(71)의 높이 위치를, 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)의 높이 위치보다도 2㎜ 높게 한 것 이외는, 비교예 1과 동일한 실험을 행했다.
〔평가〕
비교예, 실시예 1, 2의 각각의 측정 결과를, 도 9a, 도 9b, 도 9c에 나타낸다.
또한, 도 9a, 도 9b, 도 9c에 있어서, 세로축(Y) 및 가로축(X)의 값은, 도 1, 도 2, 도 6a∼도 6c, 도 7a, 도 7b의 XYZ축을 기준으로 한 값이다. 즉, 세로축(Y)의 정의 값은, 실리콘 웨이퍼(W)의 반출 방향으로의 어긋남을 나타내고, 부의 값은, 실리콘 웨이퍼(W)의 반입 방향(제1 방향(D1))으로의 어긋남을 나타낸다. 또한, 가로축(X)의 정의 값은, 반입 방향과 직교하는 한쪽의 방향(제3 방향(D3)측)으로의 어긋남을 나타내고, 부의 값은, 반입 방향과 직교하는 다른 한쪽의 방향(제2 방향(D2)측)으로의 어긋남을 나타낸다.
또한, 가로축 및 세로축의 위치가 모두 0㎜인 경우, 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치가 목표 올려 놓음 위치(P)로부터 어긋나 있지 않은 것을 나타낸다.
비교예에서는, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 올려 놓음 위치가 목표 올려 놓음 위치(P)로부터 서셉터(3)의 둘레 방향의 각 위치로 어긋나 있고, 어긋남 위치의 편차가 컸다.
이는, 전술한 바와 같이, p－형의 실리콘 웨이퍼(W)의 휨이 도 7a 또는 도 7b의 어느 하나의 상태로 발생하기 때문에, 실리콘 웨이퍼(W)에 최초로 접촉하는 리프트 핀이 특정되지 않았기 때문이라고 생각된다.
이에 대하여, 실시예 1에서는, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 올려 놓음 위치가 목표 올려 놓음 위치(P)로부터 어긋난 특정의 2개소에 집중하고 있어, 비교예보다도 어긋남 위치의 편차가 작았다.
또한, 실시예 2에서는, 도 9c에 나타내는 바와 같이, 올려 놓음 위치가 목표 올려 놓음 위치(P)로부터 어긋난 특정의 1개소에 집중하고 있어, 비교예 및 실시예 1보다도 어긋남 위치의 편차가 작았다.
이는, 휨의 방향이 안정되지 않는 p－형의 실리콘 웨이퍼(W)라도, 제1 리프트 핀(71)의 높이 위치를 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)보다도 높게 함으로써, 제1 리프트 핀(71)이 실리콘 웨이퍼(W)에 최초로 접촉하는 확률이 높아져, 높이 위치의 차이가 커질수록 그 확률이 높아졌기 때문이라고 생각된다.
또한, 제1 리프트 핀(71)의 높이 위치와, 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)의 높이 위치의 차이를, 2㎜보다도 크게 하면, 추가로 목표 올려 놓음 위치(P)로부터 올려 놓음 위치의 어긋남의 편차가 작아진다고 추정할 수 있다.
이상의 점에서, 제1 리프트 핀(71)의 높이 위치를, 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)보다도 높게 함으로써, 실리콘 웨이퍼(W) 올려 놓음 위치의 목표 올려 놓음 위치(P)로부터의 어긋남의 편차를 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
특히, 제1 리프트 핀(71)의 높이 위치와, 제2, 제3 리프트 핀(72, 73)의 높이 위치의 차이를 2㎜ 이상으로 하면, 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치를 특정의 1개소에 집중시킬 수 있어, 어긋남의 편차가 보다 작아지는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 결과에 기초하여, 각 리프트 핀(71, 72, 73)의 높이 위치의 설정 조건에 따른, 실리콘 웨이퍼(W)의 올려 놓음 위치의 어긋남량 및 어긋남 방향을 미리 파악해 두고, 예를 들면, 실시예 1의 조건에서는 도 10a에 나타내는 바와 같은 위치에, 실시예 2의 조건에서는 도 10b에 나타내는 바와 같은 위치에, 실리콘 웨이퍼(W)가 올려 놓여지도록, 반송 수단(6)에 의한 실리콘 웨이퍼(W)의 반송 정지 위치를 어긋나게 해 두면, 실리콘 웨이퍼(W)를 소망하는 위치에 올려 놓을 수 있다.
1 : 기상 성장 장치
3 : 서셉터
5 : 웨이퍼 이재 장치
6 : 반송 수단
7 : 올려 놓음 수단
33, 34, 35 : 관통공
61 : 지지 부재
71, 72, 73 : 리프트 핀
74 : 상대 이동 수단
76 : 리프트 핀 지지 부재
765, 766, 767 : 맞닿음부
W : 실리콘 웨이퍼

Claims (11)

  1. 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 장치의 서셉터에, 상기 실리콘 웨이퍼를 이재(移載)하는 웨이퍼 이재 장치로서,
    상기 실리콘 웨이퍼를 보유 지지(保持)하여 상기 서셉터 상으로 반송하는 반송 수단과,
    상기 반송 수단으로 반송된 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓는 올려 놓음 수단을 구비하고,
    상기 올려 놓음 수단은, 상기 서셉터를 관통하는 복수의 관통공의 각각에 승강 가능하게 삽입 통과되고, 상기 관통공과의 사이에 클리어런스가 형성되어 상기 관통공에 대해 기울어질 수 있도록 구성된 복수의 리프트 핀과,
    상기 복수의 리프트 핀과 상기 서셉터를 상대 이동시키는 상대 이동 수단을 구비하고,
    상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시킴으로써, 상기 복수의 리프트 핀으로 상기 실리콘 웨이퍼의 하면을 지지함과 함께, 상기 반송 수단에 의한 상기 실리콘 웨이퍼의 보유 지지가 해제된 후에, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 하강시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓고,
    상기 반송 수단과 상기 올려 놓음 수단 중 적어도 한쪽의 구성은, 상기 복수의 리프트 핀으로 상기 실리콘 웨이퍼를 지지할 때에, 특정의 리프트 핀이 최초로 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상대 이동 수단은, 상기 특정의 리프트 핀의 상단이 다른 리프트 핀의 상단보다도 높은 위치에 위치하는 상태로, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상대 이동 수단은, 상기 특정의 리프트 핀의 상단이 다른 리프트 핀의 상단보다도 0.5㎜ 이상 5㎜ 이하만큼 높은 위치에 위치하는 상태로, 상기 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 리프트 핀은, 동일한 길이를 갖고,
    상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀의 하단에 각각 맞닿는 복수의 맞닿음부를 갖고, 상기 서셉터에 대하여 상대 이동하는 리프트 핀 지지 부재를 구비하고,
    상기 특정의 리프트 핀에 맞닿는 상기 맞닿음부의 상단은, 다른 상기 맞닿음부의 상단보다도 높은 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 특정의 리프트 핀은, 다른 리프트 핀보다도 길게 형성되고,
    상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀의 하단에 각각 맞닿는 복수의 맞닿음부를 갖고, 상기 서셉터에 대하여 상대 이동하는 리프트 핀 지지 부재를 구비하고,
    상기 복수의 맞닿음부의 상단은, 동일한 높이 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반송 수단은, 상기 서셉터 상에 있어서, 상기 실리콘 웨이퍼에 있어서의 상기 특정의 리프트 핀으로 지지되는 부분이 다른 부분보다도 하측에 위치하도록, 상기 실리콘 웨이퍼를 반송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반송 수단은, 긴 형상의 지지 부재를 구비하고, 상기 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여진 상기 지지 부재를 그의 길이 방향으로 이동시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터 상으로 반송하고,
    상기 지지 부재는, 서로 떨어진 위치로부터 당해 지지 부재의 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장 돌출부를 구비하고,
    상기 상대 이동 수단은, 상기 복수의 리프트 핀 중, 상기 한 쌍의 연장 돌출부의 사이에 위치하는 리프트 핀을, 상기 특정의 리프트 핀으로서 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 장치.
  8. 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 장치로서,
    상기 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여지는 서셉터와,
    상기 서셉터에 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 이재 장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 기상 성장 장치.
  9. 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 장치의 서셉터에, 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 웨이퍼 이재 방법으로서,
    상기 실리콘 웨이퍼를 보유 지지하여 상기 서셉터 상으로 반송하는 반송 공정과,
    상기 반송 공정에서 반송된 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓는 올려 놓음 공정을 구비하고,
    상기 올려 놓음 공정은, 상기 서셉터를 관통하는 복수의 관통공의 각각에 승강 가능하게 삽입 통과되고, 상기 관통공과의 사이에 클리어런스가 형성되어 상기 관통공에 대해 기울어질 수 있도록 구성된 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 상승시킴으로써 상기 서셉터 상의 상기 실리콘 웨이퍼의 하면을 지지함과 함께, 상기 반송 공정에 의한 상기 실리콘 웨이퍼의 보유 지지가 해제된 후에, 복수의 리프트 핀을 상기 서셉터에 대하여 하강시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터에 올려 놓는 상대 이동 공정을 구비하고,
    상기 반송 공정과 상기 올려 놓음 공정 중 적어도 한쪽의 공정은, 상기 복수의 리프트 핀으로 상기 실리콘 웨이퍼를 지지할 때에, 특정의 리프트 핀을 최초로 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉시키는 행해지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    긴 형상의 지지 부재로서, 서로 떨어진 위치로부터 상기 지지 부재의 길이 방향으로 연장되는 한 쌍의 연장 돌출부를 구비하는 지지 부재를 이용하고,
    상기 반송 공정은, p－형의 상기 실리콘 웨이퍼가 올려 놓여진 상기 지지 부재를 그의 길이 방향으로 이동시킴으로써, 상기 p－형의 실리콘 웨이퍼를 상기 서셉터 상으로 반송하고,
    상기 상대 이동 공정은, 상기 복수의 리프트 핀 중, 상기 한 쌍의 연장 돌출부의 사이에 위치하는 리프트 핀을, 상기 특정의 리프트 핀으로서 상기 실리콘 웨이퍼의 하면에 접촉시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 이재 방법.
  11. 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법으로서,
    서셉터에 상기 실리콘 웨이퍼를 이재하는 제9항 또는 제10항에 기재된 웨이퍼 이재 방법을 행하는 공정과,
    상기 서셉터에 이재된 상기 실리콘 웨이퍼에 에피택셜막을 형성하는 기상 성장 공정을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 에피택셜 실리콘 웨이퍼의 제조 방법.
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