KR20010062581A

KR20010062581A - 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 반송 방법 및 이방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재

Info

Publication number: KR20010062581A
Application number: KR1020000079668A
Authority: KR
Inventors: 도바시슈우지; 오하시다다시; 이와타가츠유키; 미타니시니치; 토바시슈우지; 이토히데키
Original assignee: 추후제출; 도시바 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2001-07-07
Also published as: TW507275B; JP2001176808A; US20020182892A1

Abstract

본 발명은 웨이퍼를 장치 내로 반입할 때, 상기 웨이퍼에 주어지는 열 충격을 경감하여 슬립 등의 결정 전위의 발생을 감소시킬 수 있고, 장치의 온도 상승 및 하강에 필요한 에너지의 절약 및 시간의 단축에 의해 생산성의 향상을 도모할 수 있는 웨이퍼 반송 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재를 제공한다. 본 발명의 방법에서는 박막 성장 공정을 마친 웨이퍼를 박막 성장 공정에 연속되어 진행될 웨이퍼로 대체하기 위한 웨이퍼 반송 단계가 실온보다 높은 온도에서 처리되는 한편, 웨이퍼(1)는 웨이퍼 지지 부재(2)와 함께 박막 성장 공정이 진행되는 동안 집단적으로 반송된다.

Description

기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 반송 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재{WAFER TRANSFER METHOD PERFORMED WITH VAPOR THIN FILM GROWTH SYSTEM AND WAFER SUPPORT MEMBER USED FOR THIS METHOD}

본 발명은 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 반송 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 기판 등의 반도체용 웨이퍼를 한 장씩 연속적으로 처리하는 연속 낱장식 기상 박막 성장 장치를 이용한 웨이퍼의 박막 성장 처리에 있어서, 처리가 종료된 웨이퍼와 미처리 웨이퍼와의 교체 반송 공정에 있어서의 웨이퍼 반송 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재에 관한 것이다.

최근, 반도체 산업 분야에 있어서 낱장식 웨이퍼 처리 장치는 배치(batch)식 장치와 비교해서 많은 특성을 가지고 있기 때문에 그 사용 영역이 확장되고 있다.

예컨대, 대구경화 웨이퍼의 CVD막, 에피택셜막 등의 박막 형성 처리 시에 있어서는 면내 특성이 균일한 막을 형성할 수 있으므로, 낱장식 에피택셜막 성장 장치가 반드시 필요하다.

특히, 최근에는 처리가 종료된 웨이퍼와 미처리 웨이퍼와의 교체 조작의 자동화 기술이 향상되고, 처리 능력(작업 처리량)이 점차적으로 향상되고 있기 때문에, 웨이퍼를 한 장씩 연속적으로 처리할 수 있는 연속 낱장식 기상 박막 성장 장치의 사용이 일반화되고 있다.

이 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치에 관해서 설명하면, 예컨대 도 4에 도시한 바와 같이, 이 장치에는 원료 가스 및 캐리어 가스를 반응로(40) 내에 공급하기 위한 통상 복수의 가스 도입관(47)과, 가스의 흐름을 정돈하는 복수의 구멍(48a)이 형성된 정류판(48)이 반응로(40)의 상부에 배치되어 있다. 그 아래쪽으로 웨이퍼(41)를 적재하는 웨이퍼 홀더부(B), 상기 웨이퍼 홀더부(B)를 회전시키기 위한 회전축(49) 및 가열용 히터(43)가 배치되어 있다. 반응로 하부의 통상 기저부 근방에는 상기 회전축(49)을 회전 구동시키는 모터(도시하지 않음)와, 반응로(40) 내의 미반응 가스를 포함하는 배기 가스를 배출하기 위한 통상 복수의 배기관(50) 및 그 제어 장치(도시하지 않음)가 접속되어 있다.

또한, 상기 웨이퍼(41)를 적재하는 웨이퍼 홀더부(B)는 예컨대, 도 5에 확대단면도로서 도시한 바와 같이 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리(42a)가 상면에 형성된 웨이퍼 지지 부재(42), 즉 웨이퍼(41)를 상기 오목부 자리(42a)로 반입 및 반출할 때에 이용되는 돌출 핀(44)을 구비하고 있다.

웨이퍼를 한 장씩 연속적으로 처리하는 낱장식 기상 박막 성장 장치에 있어서, 박막 성장 처리가 종료된 웨이퍼와 다음에 박막 성장 처리를 행하는 웨이퍼와의 교체는 일반적으로 실온보다 고온에서 행해지는 경우가 많다. 이것은 박막 성장 온도에 보다 근접한 온도에서 웨이퍼를 교체함으로써, 웨이퍼의 냉각 시간 및 웨이퍼의 가열 시간을 단축하여, 보다 단시간에 박막을 성장시키기 위해서이다.

이 경우, 실온에서 노(爐) 내로 도입된 웨이퍼와 노 내에서 가열 상태에 있는 웨이퍼 지지 부재와는 큰 온도차가 있다. 이 때문에, 직접 웨이퍼를 상기 웨이퍼 지지 부재 상에 적재하면, 웨이퍼가 웨이퍼 지지 부재에 접촉했을 때 온도차에 의한 열 충격에 의해 왜곡이나 슬립 전위 등의 결정 결함, 나아가서 웨이퍼를 파손시키는 일이 있다.

종래의 기상 박막 성장 방법에 있어서는 이 문제점에 대한 대책으로서, 노 내로 웨이퍼를 도입한 후, 예컨대 돌출 핀 상에서 예열하여 웨이퍼와 웨이퍼 지지 부재의 온도차를 작게 하는 조작 공정을 거치고 있었다.

이 조작에 관해서, 도 5를 이용하여 자세히 설명한다. 웨이퍼(41)는 반입 및 반출용 로봇(45)에 의해 반응로(40) 내로 반입된다. 반입된 웨이퍼(41)는 돌출 핀(44)에 의해 돌출되어 가열용 히터(43)의 위쪽에 유지된다. 여기서, 웨이퍼(41)는 일정 시간 예열되어 웨이퍼 지지 부재와의 온도차가 소정 온도 이내가 된 후, 웨이퍼 지지 부재(42)의 오목부 자리(42a) 상에 적재된다.

또한, 상기와 같은 기상 박막 성장 방법에 있어서, 박막 성장 시에는 웨이퍼 이외에 반응 가스 중에 노출된 웨이퍼 지지 부재(42)에도 퇴적물이 부착된다. 이 부착 퇴적물은 낱장식 기상 박막 성장 장치의 가동 중에 박리하여 웨이퍼를 오염시키기 때문에, 통상 종래의 방법에서는 이 부착 퇴적물을 정기적으로 제거하였다.

전술한 바와 같이 반응로 내에 웨이퍼를 반입한 후, 돌출 핀 상에서 예열하여 웨이퍼와 웨이퍼 지지 부재의 온도차를 작게 하는 전술한 종래의 기상 박막 성장 방법에 있어서는, 돌출 핀 상에 있는 웨이퍼는 가열 히터에서의 거리가 멀기 때문에, 웨이퍼의 가열에 시간이 필요하여 박막을 성장시키는 시간의 지연을 초래하였다.

또한, 웨이퍼 지지 부재의 상면에는 통상 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리가 형성되어 있기 때문에, 웨이퍼 지지 부재는 중앙부와 외주부에서 두께가 상이하게 되고, 이 결과로 웨이퍼 지지 부재의 중앙부와 외주부에서는 열 용량에 차이가 생긴다.

이 때문에, 웨이퍼 지지 부재에 웨이퍼를 적재한 순간 또는 승온 시에 상기 웨이퍼 지지 부재의 외주부에 인접하고 있는 웨이퍼의 외주부와 인접하고 있지 않는 웨이퍼의 중앙부 사이에 온도차가 생기기 쉽고, 슬립 등의 결정 전위가 발생하는 원인이 되고 있었다.

또한, 웨이퍼 지지 부재 상에 부착된 퇴적물을 제거하기 위해서는 웨이퍼로의 박막 성장 처리 공정을 일시 중단하고 웨이퍼 지지 부재를 청소한 후, 장치를 다시 본래의 위치에 배치하여야만 한다. 이것은 박막 성장 장치의 가동률, 즉 생산성을 저하시키고 나아가서는 비용 상승으로 직결되어 있었다.

본 발명은 전술한 종래의 문제를 해결하기 위해서 구성된 것으로, 웨이퍼를 장치 내로 반입할 때, 상기 웨이퍼에 주어지는 열 충격을 경감하여 슬립 등의 결정 전위의 발생을 감소시킬 수 있고, 또한, 장치의 온도 상승 및 하강에 필요한 에너지의 절약 및 시간의 단축에 의해 생산성의 향상을 도모할 수 있는 웨이퍼 반송 방법 및 이 방법에 사용되는 웨이퍼 지지 부재를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 지지 부재에 부착된 퇴적물의 제거 조작을 기상 박막 성장 장치의 외부에서 행하는 것을 가능하게 하여 상기 장치에 의한 생산성의 향상을 도모할 수 있는 웨이퍼 반송 방법을 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명에 따른 낱장식 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 홀더부의 구조를 도시한 개략 단면도.

도 2는 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치를 이용하여, 종래의 방법에 의한 기상 박막 성장 처리를 행한 경우의 온도 상승 및 하강 시의 웨이퍼 중앙부와 외주부의 온도차를 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 낱장식 기상 박막 성장 장치를 이용하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 의해 기상 박막 성장 처리를 행한 경우의 온도 상승 및 하강 시의 웨이퍼 중앙부와 외주부의 온도차를 나타낸 그래프.

도 4는 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치의 반응로 내의 구조를 도시한 개략 단면도.

도 5는 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 홀더부의 구조를 도시한 개략 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 웨이퍼

2 : 웨이퍼 지지 부재

4 : 돌출 핀

5 : 반입 및 반출용 로봇

6 : 지지 부재

본 발명에 따르면, 웨이퍼를 한 장씩 연속적으로 처리할 수 있고, 또한, 웨이퍼를 이면 측에서 가열하는 방식의 연속 낱장식 기상 박막 성장 장치의 웨이퍼 반송 방법에 있어서, 박막 성장 처리가 종료된 웨이퍼와 다음에 박막 성장 처리를 행하는 웨이퍼와의 교체 반송 공정에서, 박막 성장 시에 이용하는 웨이퍼 지지 부재를 웨이퍼와 함께 반송하고, 상기 공정을 실온보다도 고온에서 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 웨이퍼 반송 방법의 적합한 형태로서, 상기 웨이퍼 교체 반송 공정에 있어서의 장치 내부 온도가 500℃ 이상 1000℃ 이하인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 웨이퍼 반송 방법의 또 다른 적합한 형태로서, 상기 웨이퍼 지지 부재가 웨이퍼와 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 방법 및 상기 웨이퍼 지지 부재에는 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리가 형성되고, 상기 오목부 자리의 깊이가 웨이퍼 두께와 거의 동일하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 방법이 각각 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 박막 성장 처리에 이용하는 웨이퍼가 실리콘웨이퍼인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 방법이 제공된다.

또한, 본 발명은 박막 성장 처리에 이용하는 웨이퍼와 동일한 재질로 이루어지고, 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리가 형성되며, 또한 상기 오목부 자리의 깊이가 웨이퍼 두께와 거의 동일하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 박막 성장 처리용 웨이퍼 지지 부재를 제공한다.

본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법은 낱장식 기상 박막 성장 장치에 의한 박막 성장 처리에 이용하는 웨이퍼 지지 부재를 웨이퍼와 함께 반입 및 반출한다는 점이 특징이다. 웨이퍼의 반입 및 반출을 웨이퍼 지지 부재와 함께 행함으로써 가열된 노 내에 웨이퍼를 직접 반입했을 때의 열 충격에 의한 손상을 경감할 수 있다.

또한, 처리가 종료된 웨이퍼와 미처리 웨이퍼와의 교체를 보다 고온에서 행할 수 있기 때문에, 박막 성장 처리에 필요한 시간을 단축할 수 있다.

또한, 웨이퍼 지지 부재에 웨이퍼와 동일한 재질을 이용하는 것과 웨이퍼 지지 부재에 형성된 오목부 자리의 깊이를 웨이퍼 두께와 거의 동일하게 하는 것에 의해, 웨이퍼를 적재한 상태에서의 웨이퍼 지지 부재와 상기 웨이퍼를 포함한 두께를 웨이퍼 지지 부재의 전면에 걸쳐 거의 동일한 두께로 할 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼를 웨이퍼 지지 부재 상에 적재할 때, 부분적인 열 용량의 차이에 의해서 생기는 웨이퍼 중앙부와 웨이퍼 외주부 사이의 온도차를 최소한으로 억제시킬 수 있다.

그리고, 웨이퍼 지지 부재에 부착된 퇴적물의 제거 처리를 기상 박막 성장장치의 외부에서 행할 수 있기 때문에, 상기 제거 처리를 위해 웨이퍼로의 박막 성장 처리 공정을 중단할 필요가 없게 되어 그 만큼 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 기초하여 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는 본 발명을 실리콘 웨이퍼에 실리콘 에피택셜막을 성장시키는 경우의 예에 관해서 설명하고 있지만, 본 발명의 적용 범위는 이 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니다.

도 1에 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법이 적용되는 낱장식 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 홀더부(도 4에 도시하는 낱장식 기상 박막 성장 장치에 있어서의 B에 해당하는 부분)의 일례를 도시한다.

본 발명에 따른 낱장식 기상 박막 성장 장치는 가스 도입관 및 정류판이 반응로의 상부에 배치되고, 그 아래쪽으로 웨이퍼 홀더부, 홀더 회전축 및 가열용 히터가 배치되어 있다. 또한, 이 반응로의 하부(통상, 기저부 근방)에는 모터, 배기관 및 그 제어 장치가 배치되어 있다. 상기 웨이퍼 홀더부는 웨이퍼 지지 부재(2)(도 4 및 도 5에 있어서는 42), 돌출 핀(4)(도 4 및 도 5에 있어서는 44) 및 지지 부재(6)를 구비하고 있다. 이와 같은 점들에 있어서는 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치(도 4, 도 5 참조)와 동일한 형태이다.

그러나, 본 발명에 따른 장치는 돌출 핀(4)이 웨이퍼(1)를 적재한 웨이퍼 지지 부재(2)와 함께 돌출할 수 있는 구조를 갖는다. 또한, 반입 및 반출용 로봇(5)이 상기 돌출된 웨이퍼(1)가 적재된 웨이퍼 지지 부재(2)를 그대로 수용하고, 또한, 유지할 수 있는 구조를 갖는 점에서 종래의 장치와 상이하다.

본 발명에 따른 장치에 있어서, 웨이퍼(1)는 웨이퍼 지지 부재(2)에 유지된 상태로 반입 및 반출용 로봇(5)에 의해 노 내로 반입된다. 그리고, 웨이퍼(1)는 돌출 핀(4)에 의해서 웨이퍼 지지 부재(2)와 함께 돌출되고 반입 및 반출용 로봇(5)이 대피 후 소정의 위치에 설치된다. 이 때, 웨이퍼 지지 부재(2)와 그것을 유지하는 지지 부재(6)의 사이에는 온도차가 있기 때문에 웨이퍼 지지 부재(2)는 열 충격을 받지만 웨이퍼(1) 자체는 이 열 충격을 받지 않는다.

이 후, 웨이퍼(1) 및 웨이퍼 지지 부재(2)는 소정 시간 동안 소정 온도까지 온도가 상승된다.

본 발명에 있어서, 웨이퍼 지지 부재(2)는 예컨대, 흑연, 석영, 실리콘 등의 통상적으로 이 종류의 웨이퍼 지지 부재에 사용되는 재질로 구성되고 있고 차이가 없어 특별히 한정되는 것은 아니지만, 웨이퍼 지지 부재(2)의 구성재를 처리해야 할 웨이퍼 기판의 재질(예컨대, 실리콘)과 동일한 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 웨이퍼 지지 부재(2)의 상면에 형성되어 있는 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리(2a)의 깊이는 상기 처리해야 할 웨이퍼 기판(1)의 두께와 거의 동일하게 형성하는 것이 특히 바람직하다.

즉, 상기의 온도 상승 시에 있어서, 웨이퍼(1)와 웨이퍼 지지 부재(2)가 동일한 재질로 이루어지고, 또한, 웨이퍼 지지 부재(2)와 웨이퍼(1)를 포함시킨 전체 두께가 전면에 걸쳐 거의 균일하면, 웨이퍼(1)를 적재한 상태에서의 웨이퍼 지지 부재(2)의 외주부, 중앙부 등 각부의 열 용량은 어느 것이나 거의 동일하게 된다.따라서, 온도 상승 및 하강 시에 발생하는 웨이퍼 중앙부와 외주부의 온도차는 작아진다.

이 효과는 처리 웨이퍼(예컨대, 실리콘)와 웨이퍼 지지 부재(예컨대, 석영 유리)가 다른 재질로 이루어지는 종래의 장치와, 웨이퍼 지지 부재가 어느 것이나 동일 재질(예컨대, 실리콘)로 이루어지고 또한, 오목부 자리의 깊이가 웨이퍼 두께와 같은 본 발명에 따른 장치를 양자 거의 동일한 반응로 내의 온도 상승 및 하강 상태(반응로 내의 웨이퍼 홀더부 근방에 있어서의 온도 상승 및 하강·시간 패턴이 거의 동일)가 되도록 조작한 경우에, 각각의 웨이퍼 지지 부재 상에 적재된 웨이퍼의 중앙부와 외주부의 온도차·시간 관계를 그래프화했다. 이는 도 2(종래의 장치) 및 도 3(본 발명의 장치)을 대비 참조함으로써 분명하다. 또한, 도면 중의 실선은 웨이퍼 중앙부, 점선은 웨이퍼 외주부의 온도를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 있어서, 웨이퍼의 상기 반입 및 반출 공정은 500℃ 이상 1000℃ 이하의 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.

조작 온도가 500℃ 미만에서서는 온도 상승 및 하강 시에 웨이퍼에 생기는 슬립 전위 등의 결정 결함의 발생 빈도는 종래의 방법과 유의차(有意差)가 거의 없고, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 의한 슬립 전위 등의 발생을 억제할 수 있는 효과가 현저히 나타나지 않는다. 또한, 대폭적인 온도차에 기초하는 온도 상승 및 하강 조작 시간의 지연(생산성 저하) 및 에너지 소비의 증대를 초래한다.

한편, 조작 온도가 1000℃를 초과하면 슬립 전위 등의 발생 빈도가 증가한다.

또한, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에서는 종래의 웨이퍼로의 박막 성장 처리 공정을 중단하고 있었던 웨이퍼 지지 부재로의 부착 퇴적물 제거 공정을 장치의 가동과 분리하여 기상 박막 성장 장치의 외부에서 행할 수 있는 이점을 갖는다.

예컨대, 웨이퍼 지지 부재에 부착 퇴적한 실리콘 막을 제거 처리하는 경우, 기상 박막 성장 장치의 외부에서 불화산과 질산의 혼합액에 침지시킴으로써 제거할 수 있다.

이 때문에, 기상 박막 성장 장치의 가동율을 종래의 방법에 비해서 향상시키고 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

(실시예 1)

본 발명에 따른 낱장식 기상 박막 성장 장치로서 이하의 구성을 갖는 장치를 이용했다. 반응로 상부에는 가스 도입관 및 정류판이 배치되고, 그 아래쪽으로 웨이퍼 홀더부, 웨이퍼 홀더부의 회전축 및 가열용 히터가 배치되어 있다. 또한, 반응로의 기저부에는 회전축 구동용 모터 및 가스 배기관이 배치되어 있다. 상기 웨이퍼 홀더부는 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리가 상면에 형성된 웨이퍼 지지 부재(실리콘제), 웨이퍼를 웨이퍼 지지 부재마다 반입 및 반출할 수 있는 구조로 형성된 돌출 핀 및 웨이퍼 지지 부재를 유지하는 지지 링으로 구성되고 있다.

상기 장치를 이용하여 ø300 ㎜의 실리콘 웨이퍼에 한 장씩 연속하여 실리콘 에피택셜막 성장 처리를 실시했다.

또한, 에피택셜막 성장 온도는 1000℃, 처리가 종료된 웨이퍼와 다음에 처리하는 웨이퍼와의 교체 반송 공정에서의 노 내부 온도는 700℃로 했다.

처리가 종료된 웨이퍼에 있어서의 슬립 전위의 발생 빈도를 미분 간섭 현미경에 의해 평가하여, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

(비교예 1)

도 4(장치 전체) 및 도 5(웨이퍼 홀더부)에 도시한 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지로 ø300 ㎜의 실리콘 웨이퍼에 한 장씩 연속하여 실리콘 에피택셜막 성장 처리를 실시했다.

또한, 에피택셜막 성장 온도는 1000℃로 하고, 웨이퍼의 교체 반송 공정에서는 반응로 내로의 웨이퍼 반입 후 돌출 핀 상에서 상기 웨이퍼를 700℃까지 예열했다.

처리가 종료된 웨이퍼에 있어서의 슬립 전위의 발생 빈도를 미분 간섭 현미경에 의해 평가하고, 그 결과를 표 1에 나타냈다.

	웨이퍼의 슬립 전위 발생 빈도
실시예1	0%
비교예1	15%

표 1에 도시한 바와 같이, 종래의 예열 조작을 수반하는 방법에서는 예열 온도가 700℃인 경우 웨이퍼에 슬립 전위가 발생하는 데에 대하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 따르면 웨이퍼 반입 및 반출 온도가 700℃인 경우 웨이퍼에 슬립 전위는 생기지 않았다.

(실시예 2)

처리가 종료된 웨이퍼와 다음에 처리하는 웨이퍼와의 교체 반송 공정에서의 반응로 내의 온도를 각각 표 2에 기재한 온도로 하고, 그 외에는 실시예 1과 같은 처리 및 슬립 전위의 발생 빈도를 평가하였다.

그 결과를 표 2에 나타냈다.

(비교예 2)

웨이퍼 교체 반송 공정에 있어서 노 내로 반입한 웨이퍼의 예열 온도를 각각 표 2에 기재한 온도로 하고, 그 외에는 비교예 1과 마찬가지의 처리 및 슬립 전위의 발생 빈도를 평가하였다.

그 결과를 표 2에 나타냈다.

	웨이퍼 반입 및 반출 온도(예열 온도)
	500℃	600℃	700℃	800℃	900℃	1000℃	1100℃
실시예2	O	O	O	O	△	△	x
비교예2	O	△	△	x	x	-	-

슬립 전위 발생 빈도; ○ : 10% 미만 △ : 10% 이상 20% 미만

× : 20% 이상 - : 평가하지 않음

표 2에 도시한 바와 같이, 웨이퍼 반입 및 반출 온도 또는 예열 온도가 500℃ 미만인 경우는 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법 또는 종래의 예열 조작을 수반하는 방법 중 어느 것에 따라서도 웨이퍼의 슬립 전위의 발생 빈도는 10% 미만이며 큰 차이는 없었다.

그러나, 웨이퍼 반입 및 반출 온도 또는 예열 온도가 600℃ 이상인 경우는 웨이퍼의 슬립 전위의 발생 빈도는 종래의 방법에서는 10% 이상인 데에 대하여, 본발명에 따른 방법에서는 10% 미만으로 웨이퍼의 제품의 수율이 향상했다.

또한, 본 발명에 따른 방법에 의해서도 웨이퍼 반입 및 반출 온도가 900℃ 이상인 경우는 웨이퍼의 슬립 발생 빈도는 10% 이상이었다.

(실시예 3)

실시예 1에서 사용한 본 발명에 따른 낱장식 기상 박막 성장 장치를 이용하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 의해 실리콘웨이퍼의 실리콘 에피택셜막 성장 처리를 순차적으로 연속해서 5일간 실시하고, 그 하루 당 평균 웨이퍼 처리 매수(생산성)를 산출했다.

그 결과를 표 3에 나타냈다.

(비교예 3)

비교예 1에서 사용한 종래의 낱장식 기상 박막 성장 장치를 이용하여, 비교예 1과 마찬가지의 웨이퍼 반송 방법으로 실리콘웨이퍼의 실리콘 에피택셜막 성장 처리를 순차적으로 연속해서 5일간 실시하고, 그 하루 당 평균 웨이퍼 처리 매수를 산출했다.

다만, 웨이퍼 지지 부재로의 부착 퇴적물 제거를 위해 기상 박막 성장 장치에서의 막 성장 공정을 3시간 간격마다 대략 64분간 정지하고, 기상 박막 성장 장치 내의 웨이퍼 지지 부재를 HC1로 에칭 제거했다.

그 결과를 표 3에 나타냈다.

	생산성[처리 매수/일(日)]
실시예3	206
비교예3	152

표 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 따르면, 웨이퍼로의 에피택셜막 성장 처리 공정을 중단하는 일이 없이 웨이퍼 지지 부재의 부착 퇴적물을 제거할 수 있었기 때문에 종래의 방법과 비교해서 생산성이 향상했다.

낱장식 기상 박막 성장 처리에 있어서의 본 발명에 따른 웨이퍼 반송 방법에 의해, 웨이퍼의 반응로 내로의 반입 시에 웨이퍼에 주어지는 열 충격을 경감할 수 있고, 슬립 전위 등의 결정 결함의 발생을 감소시킬 수 있다.

또한, 이것에 의해 웨이퍼 반입 및 반출 온도를 높게 할 수 있어 온도 상승 및 하강에 필요한 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.

또한, 온도 상승 및 하강 시의 웨이퍼 각부의 온도차(특히, 웨이퍼의 중앙부와 외주부의 온도차)를 작게 하여 웨이퍼면 내에서의 균일한 온도 상승 및 하강이 가능하게 된다.

그리고, 웨이퍼 지지 부재의 부착 퇴적물을 제거하는 공정을 기상 박막 성장 장치의 외부에서 수행하는 것이 가능하게 되어, 연속 낱장식 기상 박막 성장 장치의 생산성을 향상시킬 수 있다.

Claims

웨이퍼를 한 장씩 연속적으로 처리할 수 있고, 웨이퍼를 이면 측에서 가열하는 방식의 연속 낱장식 기상 박막 성장 장치에 있어서의 웨이퍼 반송 방법에 있어서,

박막 성장 처리가 종료된 웨이퍼와 다음에 박막 성장 처리를 행하는 웨이퍼와의 교체 반송 공정에서 박막 성장 시에 이용하는 웨이퍼 지지 부재를 웨이퍼와 함께 반송하고, 상기 반송 공정을 실온보다도 높은 온도에서 행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 반송 방법.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 교체 반송 공정에 있어서 장치의 내부 온도는 500℃ 이상 1000℃ 이하인 것인 웨이퍼 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 지지 부재는 웨이퍼와 동일한 재질로 이루어진 것인 웨이퍼 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 지지 부재에 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리가 형성되고, 상기 오목부 자리의 깊이가 웨이퍼 두께와 거의 동일하게 형성되어 있는 것인 웨이퍼 반송 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 박막 성장 처리에 이용하는 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼인 것인 웨이퍼 반송 방법.
박막 성장 처리에 이용하는 웨이퍼와 동일한 재질로 이루어지고, 상기 웨이퍼를 유지하기 위한 오목부 자리가 형성되며, 상기 오목부 자리의 깊이를 웨이퍼 두께와 거의 동일하게 형성하는 것을 특징으로 하는 박막 성장 처리용 웨이퍼 지지 부재.