明 細 書 Specification
熱処理用治具及び半導体ゥエーハの熱処理方法 Heat treatment jig and heat treatment method for semiconductor wafer
技術分野 Technical field
[0001] 本発明は、ゥエーハ状の被処理体、特にシリコンゥエーハを熱処理する際に好適な 熱処理用治具及びそれを用いた半導体ゥエーハの熱処理方法に関する。 背景技術 The present invention relates to a jig suitable for heat-treating a wafer to be processed, particularly a silicon wafer, and a method for heat-treating a semiconductor wafer using the jig. Background art
[0002] シリコン単結晶等の半導体インゴットから切り出したゥエーハを用いてデバイスを作 製する場合、ゥエーハの加工プロセスから素子の形成プロセスまで多数の工程が介 在する。それらの工程の一つに熱処理工程がある。この熱処理工程は、ゥエーハの 表層における無欠陥層の形成、ゲッタリング、結晶化、酸化膜形成、不純物拡散等を 目的として行われる非常に重要なプロセスである。 [0002] When a device is manufactured using a wafer cut from a semiconductor ingot such as a silicon single crystal, a number of steps are involved from the processing of the wafer to the process of forming elements. One of those steps is a heat treatment step. This heat treatment process is a very important process performed for the purpose of forming a defect-free layer on the surface of the wafer, gettering, crystallization, oxide film formation, impurity diffusion, and the like.
[0003] このようなゥエーハの熱処理工程、例えば、酸化や不純物拡散に用いられる拡散 炉(酸化 ·拡散装置)としては、ゥエーハの大口径化に伴い、図 4に示すような多数の ゥエーハ Wを所定の間隔をあけて水平に支持した状態で熱処理を行う縦型の熱処 理炉 20が主に用いられている。熱処理炉 20内のゥエーハ Wは、反応室 22の周囲に 設けられたヒータ 24によって加熱することができる。熱処理中は、反応室 22にはガス 導入管 26を介してガスが導入され、上方から下方に向かって流れてガス排気管 28 から外部に排出される。なお、使用するガスは熱処理の目的によって異なるが、主と して H 、 N 、 O 、 Ar等が用いられる。不純物拡散の場合には、これらのガスを不純 [0003] In such a heat treatment process for wafers, for example, a diffusion furnace (oxidation / diffusion device) used for oxidation or impurity diffusion requires a large number of wafers W as shown in FIG. A vertical heat treatment furnace 20 that performs heat treatment while being horizontally supported at predetermined intervals is mainly used. The wafer W in the heat treatment furnace 20 can be heated by a heater 24 provided around the reaction chamber 22. During the heat treatment, a gas is introduced into the reaction chamber 22 via a gas introduction pipe 26, flows downward from above and is discharged outside through a gas exhaust pipe 28. The gas used varies depending on the purpose of the heat treatment, but H, N, O, Ar, etc. are mainly used. In the case of impurity diffusion, these gases are impure.
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物化合物ガスのキャリアガスとしても使用する。 It is also used as a carrier gas for compound gas.
[0004] このような縦型熱処理炉 20を用いてゥエーハ Wを熱処理する際には、ゥエーハを 支持するための熱処理用治具として、多数のゥエーハ Wを水平にセットする熱処理 用縦型ボート 10 (以下、熱処理用ボート、縦型ボート、或いは単にボートという場合が ある。)が用いられる。図 5 (A)は一般的な熱処理用ボート 10の概略を示している。 4 本の棒状(円柱状)の支柱 14の両端部に一対の板材 (天板 16a、底板 16b)が連結さ れている。図 6 (A)に示されるように、各支柱 14には多数のスリット(溝) 11が形成さ
れ、各スリット 11間の半円形の凸部がゥエーハ Wの支持部 12として作用する。 [0004] When heat treatment is performed on the wafer W using the vertical heat treatment furnace 20, a heat treatment jig for supporting the wafer W is used as a heat treatment jig for horizontally setting a large number of wafers W. (Hereinafter, the boat may be referred to as a boat for heat treatment, a vertical boat, or simply a boat.) FIG. 5A schematically shows a general boat 10 for heat treatment. A pair of plate members (top plate 16a, bottom plate 16b) is connected to both ends of four rod-shaped (column-shaped) columns 14. As shown in FIG. 6 (A), each support 14 has a number of slits (grooves) 11 formed therein. The semicircular projections between the slits 11 act as the support portions 12 of the wafer W.
[0005] このように支柱 14に多数の溝 11 (支持部 12)を形成した熱処理用ボート 10は、一 般的にショートフィンガータイプと呼ばれている。熱処理する際には、図 5 (B)に示さ れるように、各支柱 14の同じ高さに形成されている支持部 12によりゥエーハ Wの裏 面(下面)周辺部が 4ケ所で水平に支持されることになる。 [0005] The boat 10 for heat treatment in which a large number of grooves 11 (support portions 12) are formed in the columns 14 as described above is generally called a short finger type. At the time of heat treatment, as shown in FIG. 5 (B), the periphery of the back surface (lower surface) of the wafer W is horizontally supported at four locations by the support portions 12 formed at the same height of the columns 14. Will be done.
なお、ボートの支持部については、例えば図 6 (B)に示したように角状の支柱 15に 長方形の支持部 13を形成したものもある。 As for the support portion of the boat, for example, there is a boat in which a rectangular support portion 13 is formed on a square pillar 15 as shown in FIG. 6 (B).
[0006] 上記のようにゥエーハ Wの裏面周辺部を支持した場合、ゥエーハ Wの自重が支持 部に集中するため、これにより生ずる応力が常に作用している。そして、この応力が 臨界剪断応力を超えると、ゥエーハ内に転位が発生する。この転位は応力の作用に より巨視的な大きさにまで広がり、スリップ転位となる。スリップ転位の発生はゥエーハ の品質を大きく低下させるため、これを防ぐことが重要である。 [0006] When the peripheral portion of the back surface of the wafer W is supported as described above, the own weight of the wafer W is concentrated on the supporting portion, so that the resulting stress always acts. When this stress exceeds the critical shear stress, dislocations occur in the wafer. This dislocation spreads to a macroscopic size by the action of stress, and becomes a slip dislocation. It is important to prevent the occurrence of slip dislocations, which greatly reduce the quality of wafers.
[0007] しかし、一般に高温雰囲気下では、ゥエーハにスリップ転位が著しく発生し易くなる 。特に、半導体デバイスの高集積化に伴いゥエーハー枚当たりのデバイス収率を上 げるために、ゥエーハの大直径化が進んでいる。その結果、ゥエーハの自重が大きく なり、それに伴いゥエーハに作用する応力が増大する傾向にあり、ゥエーハ中にスリ ップ転位がより発生し易くなつてきている。直径 200mm以上、特に 300mmの大直 径のシリコンゥエーハは、熱処理時にゥエーハが橈んでボートの支持部の先端の角 が裏面にあたって応力が集中し、スリップ転位が生じ易いという問題がある。 [0007] However, in general, in a high-temperature atmosphere, slip dislocations are liable to occur significantly in the wafer. In particular, as semiconductor devices become more highly integrated, the diameter of wafers is increasing in order to increase the device yield per wafer. As a result, the self-weight of the wafer becomes larger, and the stress acting on the wafer tends to increase, and slip dislocations are more easily generated in the wafer. Large diameter silicon wafers with a diameter of 200 mm or more, especially 300 mm, have the problem that during heat treatment, the wafers are radiused and stress is concentrated on the back end of the boat support, causing slip dislocation.
[0008] スリップ転位の発生を防ぐため様々な熱処理用治具が提案されており、例えば縦型 ボートの支持部の支持面をゥエーハの撓みに対応するように傾斜させたものが提案 されている(特開平 9— 251961号公報参照)。このように支持面を所定の角度で傾 斜させたものでは、ゥエーハは面取り部で支持され、熱処理中にゥエーハが橈んだと きには、ゥエーハの裏面が支持面と面接触した状態で支持されるため、応力集中が 緩和されてスリップ転位の発生が抑制されるとしている。 [0008] Various heat treatment jigs have been proposed to prevent the occurrence of slip dislocation, and for example, a jig in which a support surface of a support portion of a vertical boat is inclined so as to correspond to a deflection of an aeha is proposed. (See Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251961). When the supporting surface is tilted at a predetermined angle in this manner, the wafer is supported by the chamfered portion, and when the wafer is radiused during the heat treatment, the back surface of the wafer is in surface contact with the supporting surface. The support alleviates stress concentration and suppresses the occurrence of slip dislocations.
[0009] また、図 7 (A) (B)に示したような環状又は円弧状のサセプタ 31も提案されている( 特開平 6— 260438号公報参照)。このような環状(円弧状)のサセプタ 31をボートの 支持部に載置してサセプタ 31を介すことで、ゥエーハ Wを裏面周縁部に沿つて数 m
mから数十 mmの幅で全周または一部を支持することができる。従って、ゥエーハ W は、より広い面積で支持されて応力が分散されるため、スリップ転位の発生を抑制す ること力 Sできる。なお、図 7に示したサセプタ 31では開口部(切り欠き部) 32が設けら れており、ゥエーハ Wを移載する時に移載機が通過できるようになつている。 [0009] An annular or arcuate susceptor 31 as shown in FIGS. 7A and 7B has also been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-260438). By placing such an annular (arc-shaped) susceptor 31 on the support portion of the boat and passing through the susceptor 31, the wafer W can be moved several meters along the rear edge. The entire circumference or a part can be supported with a width of m to several tens of mm. Therefore, since the wafer W is supported by a wider area and the stress is dispersed, the force S can suppress the occurrence of slip dislocation. The susceptor 31 shown in FIG. 7 is provided with an opening (notch portion) 32 so that the transfer machine can pass when transferring the wafer W.
さらに、スリップ転位の発生をより効果的に防止するため、ゥエーハの撓みに対応 するように支持面を傾斜させたサセプタも提案されてレ、る(特開平 9 _ 251961号公 報参照)。 Further, in order to more effectively prevent the occurrence of slip dislocation, a susceptor having a support surface inclined to cope with the deflection of the wafer has been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-251961).
[0010] 上記のようにゥエーハの撓みに対応するように支持面を傾斜させたボートやサセプ タでは、熱処理中、ゥエーハが橈んでも広い面積でゥエーハと接し、応力が分散され るため、スリップ転位の発生を抑制する効果が得られる。ところが、支持面を傾斜させ たサセプタを用いてゥエー八の熱処理を行った場合でも、ゥエー八の裏面や面取り 部にキズが多数発生することがあった。し力、も、ゥエーハにより橈み方が異なるため、 裏面の内側にキズが発生したり、面取り部にキズが発生したり、キズの発生位置を特 定することができなかった。 [0010] In a boat or a susceptor in which the support surface is inclined to cope with the deflection of the wafer as described above, during heat treatment, the wafer is in contact with the wafer over a wide area even if the wafer is radiused, and the stress is dispersed. The effect of suppressing the occurrence of dislocation is obtained. However, even when the heat treatment was performed using the susceptor having the inclined support surface, a large number of scratches were sometimes generated on the back surface and the chamfered portion of the A eight. Also, since the radius differs depending on the e-ha, it was not possible to identify scratches inside the back surface, scratches on the chamfered portions, or the location of the scratches.
[0011] 特に最近では、半導体デバイスの高集積化に伴い、スリップ転位のほか、ゥエーハ の裏面に発生するキズも重要視されている。これは、ピンチャック方式のステッパーを 用いる場合、ピンチャックのピンの上にゥエーハの裏面キズ部が乗ったときに、デフォ 一カス(焦点不良)が起こることが懸念されているためである。従って、スリップ転位だ けでなぐ裏面キズの発生も抑えることが重要となっており、熱処理時の裏面キズの 発生は、裏面の周辺部といえどもその後のデバイス工程で問題となることがあった。さ らに、ゥエーハの面取り部にキズを付けてしまうと、その後のデバイス工程でのゥエー ハ割れの原因となると言われている。 発明の開示 [0011] In recent years, in particular, as semiconductor devices become more highly integrated, importance has been placed on not only slip dislocations but also scratches generated on the back surface of the wafer. This is because when a pin chuck type stepper is used, there is a concern that defocus (poor focus) may occur when a scratch on the back surface of the wafer is placed on the pin of the pin chuck. Therefore, it is important to suppress the occurrence of backside flaws caused by slip dislocations alone, and the occurrence of backside flaws during heat treatment may be a problem in subsequent device processes, even at the periphery of the backside. . Furthermore, it is said that if the chamfered part of the wafer is scratched, the wafer will be cracked in the subsequent device process. Disclosure of the invention
[0012] このような問題点に鑑み、本発明では、シリコンゥエーハ等を熱処理する際、スリツ プ転位だけでなぐ裏面周辺部や面取り部のキズの発生も確実に防ぐことができる熱 処理用治具及び半導体ゥエーハの熱処理方法を提供することを目的とする。 [0012] In view of such problems, the present invention provides a heat treatment method for heat treatment of silicon wafers or the like, which can surely prevent the occurrence of scratches in the peripheral portion of the back surface or chamfered portion that is not caused only by the slip dislocation. An object of the present invention is to provide a jig and a method for heat treating a semiconductor wafer.
[0013] 上記目的を達成するため、本発明によれば、ゥエーハ状の被処理体を水平に支持
して熱処理する際に使用する熱処理用治具であって、前記被処理体を支持する支 持部を有し、該支持部の支持面が、凸曲面状に形成されていることを特徴とする熱 処理用治具が提供される。 [0013] In order to achieve the above object, according to the present invention, a wafer to be processed is horizontally supported. A jig for heat treatment used when heat treatment is performed, wherein the jig has a support portion for supporting the object to be processed, and a support surface of the support portion is formed in a convex curved shape. A heat treatment jig is provided.
[0014] このように、支持面が凸曲面状に形成されている熱処理用治具とすれば、例えば、 シリコンゥエーハを、常に面取り部と裏面との境界部分が凸曲面状の支持面と接する ように支持することができ、裏面キズの発生を確実に防ぐことができる。 [0014] As described above, if the jig for heat treatment is such that the support surface is formed in a convex curved shape, for example, a silicon wafer is formed with a support surface in which the boundary between the chamfered portion and the back surface is always a convex curved surface. It can be supported so as to be in contact, and the occurrence of back surface scratches can be reliably prevented.
[0015] この場合、支持面の凸曲面は、治具の内側に向けて下方に傾斜しているものとする こと力 Sできる。 [0015] In this case, the convex curved surface of the support surface is inclined downward toward the inside of the jig.
このように支持面の凸曲面が治具の内側に向けて下方に傾斜していれば、被処理 体の面取り部と裏面との境界部分が支持面により接し易くなり、裏面キズの発生をより 確実に防ぐことができる。 If the convex curved surface of the support surface is inclined downward toward the inside of the jig as described above, the boundary between the chamfered portion and the back surface of the object to be processed is more easily brought into contact with the support surface, and the occurrence of back surface scratches is further reduced. It can be reliably prevented.
[0016] そして、支持面の凸曲面は、曲率半径が 0. 5〜500mmの範囲内で一定または変 化してレ、るものとすることが好ましレ、。 [0016] The convex curved surface of the support surface preferably has a constant or variable radius of curvature in the range of 0.5 to 500 mm.
このような曲率半径の範囲内となる凸曲面であれば、応力集中によるスリップ転位 ゃキズがより発生し難ぐまた、キズの発生領域をより小さくすることができる。 With a convex curved surface having a radius of curvature within this range, slip dislocation due to stress concentration and scratches are more unlikely to occur, and the scratch generation area can be made smaller.
[0017] 前記熱処理用治具は、天板と、底板と、該天板と底板の間に固定された支柱とを有 し、該支柱に前記支持部が設けられている熱処理用縦型ボート、あるいは、前記被 処理体を裏面周縁部に沿って支持する支持部を有する円弧状または環状のサセプ タとすることができる。 [0017] The heat treatment jig has a top plate, a bottom plate, and a column fixed between the top plate and the bottom plate, and the vertical column for heat treatment has the support portion provided on the column. Alternatively, an arc-shaped or annular susceptor having a supporting portion for supporting the object to be processed along the peripheral edge of the back surface can be used.
これらの形態の熱処理用治具は半導体ゥエーハの熱処理に多く使用されており、 支持面を本発明のような凸曲面とすれば、スリップ転位に限らず、裏面キズゃ面取り 部のキズの発生も効果的に抑制することができる。 Heat treatment jigs of these forms are often used for heat treatment of semiconductor wafers, and if the supporting surface is a convex curved surface as in the present invention, not only slip dislocations but also back surface scratches and scratches at the chamfered portion are generated. It can be suppressed effectively.
[0018] また、本発明によれば、面取り加工されている半導体ゥエーハを熱処理する方法に おいて、前記熱処理用治具を用い、前記半導体ゥエーハの面取り部と裏面との境界 部分が前記凸曲面状に形成された支持面と接触するようにゥエーハを支持して熱処 理を行うことを特徴とする半導体ゥエーハの熱処理方法が提供される。 Further, according to the present invention, in the method for heat-treating a chamfered semiconductor wafer, the heat treatment jig is used, and a boundary portion between a chamfered portion and a back surface of the semiconductor wafer is the convex curved surface. A method for heat treating a semiconductor wafer, wherein the heat treatment is performed by supporting the wafer so that the wafer is in contact with the support surface formed in a shape.
本発明に係る熱処理用治具を用いて上記のようにしてゥエー八の熱処理を行えば If the heat treatment of AA8 is performed as described above using the heat treatment jig according to the present invention,
、ゥエーハが変形したとしても、常に境界部分が支持面と接した状態で支持されるた
め、面取り部や裏面の内側深くにキズが発生することはなぐデバイス工程で問題と なるような裏面キズゃ面取り部のキズの発生を防ぐことができる。 , Even if the wafer is deformed, it is always supported with the boundary part in contact with the support surface. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of scratches in the chamfered portion or the back surface scratch, which is a problem in a device process in which a scratch is not deeply formed inside the chamfered portion or the back surface.
[0019] この場合、前記熱処理する半導体ゥエーハは、シリコンゥエーハとすることができる 半導体ゥエーハとして特にシリコンゥエーハは大直径化しており自重が大きくなつて いるので、スリップ転位や裏面キズ等が発生し易ぐ問題となることが多い。そこで、本 発明の熱処理用治具を用レ、てシリコンゥエーハの熱処理を行えば、スリップ転位だけ でなく裏面キズゃ面取り部のキズの発生も確実に抑え、歩留りを向上させることがで きる。 In this case, the semiconductor wafer to be subjected to the heat treatment may be a silicon wafer. As the semiconductor wafer, particularly the silicon wafer has a large diameter and a large weight, a slip dislocation, a back surface flaw or the like is generated. It is often a problem that is easy to do. Therefore, when the heat treatment jig of the present invention is used to heat-treat silicon wafers, not only slip dislocations but also back surface scratches and scratches at the chamfered portions can be reliably suppressed, and the yield can be improved. .
[0020] 本発明に係る熱処理用治具は、凸曲面状の支持面により被処理体を支持するもの であり、スリップ転位だけでなぐ裏面キズゃ面取り部のキズの発生を確実に防止する こと力 Sできる。従って、例えば、直径 300mmの面取り加工されたシリコンゥエーハを 熱処理する場合に、本発明による支持面が凸曲面状に形成された環状のサセプタを 用いてゥエーハの裏面と面取り部との境界部分を支持することで、デバイス工程でデ フォーカス等の原因となり得る裏面キズを発生させず、かつ割れの原因となる面取り 部のキズの発生を抑制し、結果として歩留りを大きく向上させることができる。 図面の簡単な説明 [0020] The heat treatment jig according to the present invention supports the object to be processed by the support surface having a convex curved surface, and reliably prevents the back surface scratch that can be formed only by the slip dislocation and the scratch at the chamfered portion. Power S can. Therefore, for example, when heat-treating a silicon wafer having a diameter of 300 mm that has been chamfered, the boundary between the back surface of the wafer and the chamfered portion is formed using an annular susceptor having a support surface formed in a convex curved shape according to the present invention. By supporting, it is possible to prevent the back surface flaw which may cause defocus or the like in the device process, and to suppress the generation of the flaw in the chamfered portion which may cause the crack, and as a result, the yield can be greatly improved. Brief Description of Drawings
[0021] [図 1]本発明に係る熱処理用縦型ボートの一例を示す概略正面図である。 FIG. 1 is a schematic front view showing an example of a vertical boat for heat treatment according to the present invention.
[図 2]本発明に係る環状のサセプタの一例を示す概略図である。 (A)斜視図 (B) 断面図 FIG. 2 is a schematic view showing an example of an annular susceptor according to the present invention. (A) Perspective view (B) Cross-sectional view
[図 3]支持部を拡大した概略図である。 FIG. 3 is an enlarged schematic view of a support portion.
[図 4]縦型熱処理炉の一例を示す概略図である。 FIG. 4 is a schematic view showing an example of a vertical heat treatment furnace.
[図 5]従来の熱処理用縦型ボートの一例を示す概略図である。 (A)正面図 (B)横 方向断面図(ゥエーハを支持した状態) FIG. 5 is a schematic view showing an example of a conventional vertical boat for heat treatment. (A) Front view (B) Cross-sectional view in the transverse direction (with the aewa supported)
[図 6]従来の熱処理用ボートにおけるゥエーハ支持部を示す概略斜視図である。 ( A)半円形の支持部 (B)長方形の支持部 FIG. 6 is a schematic perspective view showing a wafer support portion in a conventional heat treatment boat. (A) Semi-circular support (B) Rectangular support
[図 7]開口部を有する従来のサセプタの一例を示す概略図である。 (A)平面図 (
B)断面図(ゥエーハを支持した状態) FIG. 7 is a schematic view showing an example of a conventional susceptor having an opening. (A) Plan view ( B) Cross-sectional view (with the e-supported)
[図 8]支持面を傾斜させたサセプタの支持部を拡大した概略図である。 FIG. 8 is an enlarged schematic view of a support portion of a susceptor whose support surface is inclined.
[図 9]本発明に係る環状のサセプタの他の例を示す概略断面図である。 FIG. 9 is a schematic sectional view showing another example of the annular susceptor according to the present invention.
発明を実施するための最良の形態 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0022] 以下、添付の図面に基づいて本発明についてより詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
本発明者は、本発明の完成に先立ち、支持面を傾斜させたボートやサセプタを用 いてシリコンゥエーハを熱処理した場合に、ゥエーハの裏面や面取り部にキズが発生 する原因を調査したところ、以下のようなことが判明した。 Prior to the completion of the present invention, the present inventor investigated the causes of scratches on the back surface and chamfered portions of silicon wafers when silicon wafers were heat-treated using boats and susceptors with inclined support surfaces. The following has been found.
まず、熱処理中、ゥエーハが弹性変形すると、図 8 (A)に示したように、ゥエーハ W の裏面 8が、ボートの支持部先端あるいは環状サセプタ 31aの内側の角部 37との接 触を繰り返して多数の裏面キズ 9が生じることが分かった。 First, when the wafer is deformed during heat treatment, as shown in Fig. 8 (A), the back surface 8 of the wafer W repeatedly contacts the tip of the boat support or the inner corner 37 of the annular susceptor 31a. It was found that many rear surface scratches 9 occurred.
また、ゥエーハ Wの裏面 8は支持面 36と広い面積で接しているため、図 8 (B)に示 したようにサセプタ 31bの支持面 36のラフネスが大きい場合にも、熱処理中、支持面 36の微小な凹凸によって裏面キズ 9が発生し易いことが分かった。 Further, since the back surface 8 of the wafer W is in contact with the support surface 36 with a large area, even if the roughness of the support surface 36 of the susceptor 31b is large as shown in FIG. It was found that the back surface flaw 9 was apt to occur due to the minute unevenness of the surface.
[0023] し力も、このような支持面 36を傾斜させたボート等でゥエーハ Wを支持した場合、熱 処理中のゥエーハの橈み方や傾斜勾配あるいは面取り形状等によりゥエーハの裏面 内側深くにキズが生じたり(図 8 (A) )、外側に生じたり(図 8 (B) )、さらには図 8 (C)に 示したように、面取り部 7がサセプタ 31cにより支持されてキズ 9cが生じている場合も あった。 [0023] When the wafer A is supported by a boat or the like in which the support surface 36 is inclined such that the supporting surface 36 is inclined, the eaves are deeply scratched on the inside of the rear surface of the wafer due to the radius, inclination, or chamfer shape of the wafer during heat treatment. (See FIG. 8 (A)) or outside (FIG. 8 (B)), and further, as shown in FIG. 8 (C), the chamfered portion 7 is supported by the susceptor 31c to form a flaw 9c. In some cases.
[0024] なお、ボートの支持部の先端あるいはサセプタの内側の角部 37を大きく面取りして 丸めたものとすれば角部 37に起因する裏面キズ 9の発生を抑えることはできる力 こ の場合でも、ゥエー八の裏面周辺部は、数 mm幅で支持面と接することになるため、 支持面の面粗さに起因する裏面キズ 9の発生を防ぐことができない。 [0024] If the tip of the support portion of the boat or the inner corner 37 of the susceptor is chamfered and rounded, the generation of the back surface flaw 9 caused by the corner 37 can be suppressed. However, since the peripheral portion of the back surface of the device A8 comes in contact with the support surface with a width of several mm, it is impossible to prevent the back surface flaw 9 due to the surface roughness of the support surface.
また、支持面の傾斜角度を大きくし、ゥエーハが橈んだ場合でも常に面取り部 7の みを支持することも考えられる力 前述のように面取り部 7にキズが入ると、ゥエーハ のヮレゃパーティクルの発生原因となるおそれがある。 Also, it is conceivable that the angle of inclination of the support surface is increased so that the chamfered portion 7 is always supported even when the eaves are radiused. As described above, if the chamfered portion 7 is scratched, There is a possibility that particles may be generated.
[0025] そこで、本発明者は、ゥエーハを支持する以上、支持部(支持面)との接点におい て多少のキズが発生する可能性があるのはやむを得ないが、たとえキズが発生したと
しても最も問題とならない位置にキズが発生するようにすればよいと考え、調査、検討 を行った。そして、ゥエーハの面取り部と裏面との境界領域が常に接触するようにコン トロールできれば、その後のデバイス工程でも歩留り低下等の悪影響を最小限に抑 えることができることが分かった。 [0025] Therefore, the present inventor inevitably has a possibility that some scratches may occur at the contact point with the supporting portion (supporting surface) as long as the wafer is supported. Investigations and studies were carried out, considering that scratches should be made at locations where they would not pose a problem. Then, it was found that if control could be performed so that the boundary area between the chamfered portion of the wafer and the back surface would always be in contact, adverse effects such as reduced yield could be minimized in subsequent device processes.
[0026] これらの知見に基づき、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、ゥエーハを熱処 理する際にゥエーハを水平に支持する熱処理用治具において、支持部の支持面を 、凸曲面状に形成させることで、ゥエーハの面取り部と裏面との境界部分を確実に支 持することができ、それによりたとえキズが生じても最も問題の少ない位置にキズが入 るように制御することができることを見出し、本発明の完成に至った。 [0026] Based on these findings, the present inventors have further studied diligently. As a result, in the heat treatment jig for horizontally supporting the wafer when heat-treating the wafer, the supporting surface of the supporting portion was changed to a convex curved surface. In this way, it is possible to reliably support the boundary between the chamfered part and the back surface of the aerial wafer, and to control so that even if a flaw occurs, the flaw is located at the position where the problem is least likely to occur. And found that the present invention was completed.
[0027] 以下、好適な態様として、シリコンゥエーハの熱処理の際に使用する本発明に係る 熱処理用縦型ボート及び環状のサセプタについて添付の図面に基づいて具体的に 説明する。 Hereinafter, as a preferred embodiment, a vertical boat for heat treatment and an annular susceptor according to the present invention used for heat treatment of silicon wafers will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
図 1は、本発明に係る熱処理用縦型ボートの一例を示している。この熱処理用ボー ト 1は、天板 2と、底板 3と、 4本の支柱 4とを有し、各支柱 4は天板 2と底板 3の間に固 定されている。各支柱 4には所定の間隔で支持部 5が設けられており、支持部 5の支 持面 6は、ボート 1の内側に向けて下方に傾斜しているとともに凸曲面状に形成され ている。 FIG. 1 shows an example of a vertical boat for heat treatment according to the present invention. The heat treatment boat 1 has a top plate 2, a bottom plate 3, and four columns 4, and each column 4 is fixed between the top plate 2 and the bottom plate 3. Each pillar 4 is provided with a support portion 5 at a predetermined interval, and a support surface 6 of the support portion 5 is inclined downward toward the inside of the boat 1 and formed in a convex curved shape. .
[0028] 一方、図 2は、本発明に係る環状のサセプタの一例を示しており、 (A)は斜視図、( B)は断面図である。このサセプタ 41は、上側が支持部となり、前記縦型ボート 1と同 様、支持面 46が、サセプタ 41の内側に向けて下方に傾斜しているとともに凸曲面状 に形成されている。 On the other hand, FIG. 2 shows an example of an annular susceptor according to the present invention, wherein (A) is a perspective view and (B) is a cross-sectional view. The susceptor 41 has a support portion on the upper side, and, like the vertical boat 1, has a support surface 46 which is inclined downward toward the inside of the susceptor 41 and is formed in a convex curved shape.
[0029] このような縦型ボート 1あるいは環状のサセプタ 41では、支持面 6, 46を下方に傾 斜する凸曲面状に形成したものとされているので、熱処理するゥエーハ Wは、熱処理 時に橈むなどして変形した場合でも、常に面取り部と裏面との境界部分が支持面 6, 46と接するように支持されることになる。 [0029] In such a vertical boat 1 or the annular susceptor 41, the support surfaces 6, 46 are formed to have a convexly curved surface inclined in a downward direction. Even if it is deformed in any way, the boundary between the chamfered portion and the back surface is always supported so as to be in contact with the support surfaces 6 and 46.
[0030] 例えば環状のサセプタ 41を用いる場合、図 3に示されるように、ゥエーハ Wの面取 り部 7と裏面 8との境界部分 47が凸曲面状に形成された支持面 46と接触した状態で 支持されることになる。このように面取り部 7と裏面 8との境界部分 47を支持するように
すれば、熱処理中、ゥエーハ Wが弾性変形しても、図 8に示したような角部 37が無い ため、角部 37との接触を防ぐことができる。また、支持面 46のラフネスが多少粗くても 、ゥエーハ Wの面取り部 7や裏面 8は支持面 46と接触することは無い。すなわち、ゥ エーハは常に面取り部 7と裏面 8との境界部分 47で支持面 46と接触することになる。 従って、ゥエーハ Wの面取り部 7や裏面 8にキズが発生するのを確実に防ぐことがで きる。 For example, when an annular susceptor 41 is used, as shown in FIG. 3, a boundary portion 47 between the chamfered portion 7 and the back surface 8 of the wafer W comes into contact with a support surface 46 formed in a convex curved shape. It will be supported by the state. As described above, the boundary 47 between the chamfered portion 7 and the back surface 8 is supported. Then, even if the wafer W is elastically deformed during the heat treatment, the corner 37 shown in FIG. 8 does not exist, so that the contact with the corner 37 can be prevented. Further, even if the roughness of the support surface 46 is somewhat rough, the chamfered portion 7 and the back surface 8 of the wafer W do not contact the support surface 46. That is, the wafer always comes into contact with the support surface 46 at the boundary 47 between the chamfered portion 7 and the back surface 8. Therefore, it is possible to reliably prevent the chamfered portion 7 and the back surface 8 of the wafer W from being scratched.
[0031] 一方、ゥエーハ Wの面取り部 7と裏面 8との境界部分 47、すなわち支持面 46との接 点には多少のキズが発生することがある力 S、キズの発生箇所が狭ぐ境界部分 47に ある程度のキズが入っても、その後のデバイス工程でほとんど問題となることはない。 なお、場合によっては、境界部分 47から lmm以内の範囲で多少のキズが入ることも 考えられるが、この範囲内であれば問題は少なぐ影響を最小限に抑えることができ る。 On the other hand, at the boundary 47 between the chamfered portion 7 and the back surface 8 of the wafer W, that is, at the contact point with the support surface 46, a force S that may cause some scratches, Even if the part 47 has some scratches, there is little problem in the subsequent device processing. In some cases, it is conceivable that some scratches may be made within the range of lmm from the boundary part 47, but within this range the problem is small and the influence can be minimized.
[0032] 支持面の凸曲面は、熱処理するゥエーハの大きさ(直径)、面取り部の形状等に応 じて適宜設定すれば良い。 The convex curved surface of the support surface may be appropriately set according to the size (diameter) of the wafer to be heat-treated, the shape of the chamfered portion, and the like.
例えば、シリコンゥエーハであれば、ゥエーハの面取り部の幅は、面取り形状、仕様 等により多少異なるが、ゥエーハの直径に係わらず一般的に外周端部から 0. 3〜0. 4mm程度の範囲である。このような面取り部の幅や形状を考慮し、熱処理するゥェ ーハの面取り部と裏面との境界部分を支持するように支持面の凸曲面を形成すれば 良レ、。ただし、凸曲面の曲率半径が 0. 5mm未満であると、接触面積が小さすぎて応 力集中が起き、深いキズゃスリップ転位の発生原因となるおそれがあるので、 0· 5m m以上、特に 5mm以上とすることが好ましい。 For example, in the case of a silicon wafer, the width of the chamfered portion of the wafer varies slightly depending on the chamfered shape, specifications, etc., but is generally in the range of about 0.3 to 0.4 mm from the outer peripheral end regardless of the diameter of the wafer. It is. Considering the width and shape of the chamfered portion, a convex curved surface of the support surface should be formed so as to support the boundary between the chamfered portion and the back surface of the wafer to be heat-treated. However, if the radius of curvature of the convex surface is less than 0.5 mm, the contact area is too small and stress concentration occurs, which may cause deep scratches and slip dislocations. It is preferably at least 5 mm.
[0033] 一方、凸曲面の曲率半径が 500mmを超えると、比較的なだらかな面となるため応 力集中はより緩和されるが、接触面積が大きくなるため、キズの発生領域が大きくなる おそれがある。従って、支持面の曲面形状を規定する曲率半径を 0. 5〜500mmの 間で設定すれば、キズの発生をより効果的に抑制することができると同時にキズの発 生領域もより小さくすること力 Sできる。 [0033] On the other hand, when the radius of curvature of the convex surface exceeds 500 mm, the stress concentration is further alleviated because the surface becomes relatively gentle, but the contact area becomes large, and there is a possibility that the scratch generation area becomes large. is there. Therefore, if the radius of curvature that defines the curved surface shape of the support surface is set in the range of 0.5 to 500 mm, the generation of scratches can be more effectively suppressed, and the area in which the scratches are generated should be smaller. Power S can.
なお、凸曲面の曲率半径は一定のものに限定されず、 0. 5〜500mmの範囲内で 変化しているものとしても良ぐ例えば、凸曲面の曲率半径がボートの内側に近くなる
ほど連続的に小さくなるような支持面としても良い。 Note that the radius of curvature of the convex surface is not limited to a constant one, but may be varied within a range of 0.5 to 500 mm.For example, the radius of curvature of the convex surface is closer to the inside of the boat. It is good also as a support surface which becomes smaller continuously.
[0034] また、支持面の表面粗さはできるだけ小さくすることが好ましい。支持面の表面粗さ が大きいと、ゥエーハと支持面との間に点接触が生じ、応力が集中して比較的深いキ ズを引き起こすおそれがある。本発明の熱処理用治具では、ゥエー八の面取り部と 裏面との境界部分を支持することができるため、たとえこの境界部分に多少のキズが 入ってもあまり問題とはならなレ、が、深レ、キズの発生はできるだけ避けた方が良レ、。 従って、エッチング、鏡面研磨等により支持面の面粗さを十分小さくすることで、キス、 の発生をより効果的に防ぐことが好ましい。 [0034] Further, it is preferable that the surface roughness of the support surface is as small as possible. If the surface roughness of the support surface is large, point contact may occur between the wafer and the support surface, and stress may be concentrated to cause relatively deep scratches. The jig for heat treatment of the present invention can support the boundary between the chamfered portion and the back surface of the ゥ A8, so that even if a slight scratch is made at this boundary, it does not cause much problem. It is better to avoid deep scratches and scratches as much as possible. Therefore, it is preferable that the surface roughness of the support surface is sufficiently reduced by etching, mirror polishing, or the like to more effectively prevent the occurrence of kisses and the like.
[0035] 本発明に係る熱処理用治具の材質については、被処理体の材質や熱処理条件等 に応じて適宜決めれば良ぐシリコンゥエーハの熱処理に使用する場合には、表面 の材質を SiO、 SiCまたは Siとすれば、熱処理中の汚染を効果的に防ぐことができる [0035] The material of the heat treatment jig according to the present invention may be appropriately determined according to the material of the object to be processed and the heat treatment conditions. , SiC or Si can effectively prevent contamination during heat treatment
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。例えば、金属不純物をほとんど含有していない硬質の高純度炭化珪素からなる熱 処理用ボートとすれば、シリコンゥエーハの汚染を防ぎ、 1000°C以上、特に 1200°C 以上の高温で熱処理を行う際にもほとんど変形せず、また、長期間使用できるという 利点もある。特に、 CVD— SiCコートしたものであれば熱処理中に発生する金属汚 染をより低減させることができ、好ましい。 . For example, if the heat treatment boat is made of hard high-purity silicon carbide containing almost no metal impurities, the contamination of silicon wafers is prevented, and heat treatment is performed at a high temperature of 1000 ° C or more, especially 1200 ° C or more. There is also an advantage that it is hardly deformed and can be used for a long time. In particular, a material coated with CVD-SiC is preferable because metal contamination generated during the heat treatment can be further reduced.
[0036] なお、本発明に係る熱処理用治具の支持面の形状は凸曲面状に形成されていれ ば、必ずしも治具の内側に向けて下方に傾斜している必要はない。例えば、図 9 (A) に示したように断面がかまぼこ形のサセプタ 51や、図 9 (B)に示したように支持面の 凸曲面が全体にわたって大きな曲率半径を有するサセプタ 61としても良レ、。これらの サセプタ 51, 61はいずれも支持面 56, 66が凸曲面状に形成されており、ゥエーハ Wの面取り部と裏面との境界部分が支持面 56, 66と接した状態で支持することがで きる。 Note that the support surface of the heat treatment jig according to the present invention does not necessarily need to be inclined downward toward the inside of the jig as long as the support surface is formed in a convex curved shape. For example, a susceptor 51 having a semi-cylindrical cross section as shown in FIG. 9 (A) or a susceptor 61 having a convex curved surface having a large radius of curvature as a whole as shown in FIG. 9 (B) is also acceptable. ,. Each of these susceptors 51 and 61 has a convexly curved support surface 56 and 66, and can be supported in a state where the boundary between the chamfered portion of the wafer W and the back surface is in contact with the support surfaces 56 and 66. it can.
[0037] また、支持面以外の形状については特に限定されるものではなぐサセプタであれ ば、環状のもののほか、ゥエーハ Wをサセプタ上に移載する時に移載機を通過させ ることができるように開口部(切り欠き部)が形成された円弧状のサセプタとしても良い 一方、熱処理用ボートであれば、支柱の数は 4本に限らず、増減が可能であり、す
なわち 3本以下、あるいは 5本以上としても良い。また、支持部の形状については、支 柱に、図 2に示したサセプタと同様の環状あるいは円弧状の支持部を形成したものと することちでさる。 [0037] The shape other than the support surface is not particularly limited. If the susceptor is not limited to a circular shape, it can be passed through a transfer machine when transferring the wafer W onto the susceptor. It may be an arc-shaped susceptor with an opening (notch) formed on the other hand. On the other hand, if the boat is for heat treatment, the number of columns is not limited to four, but can be increased or decreased. That is, the number may be three or less, or five or more. Further, as for the shape of the supporting portion, it is preferable that the supporting column has an annular or arc-shaped supporting portion similar to the susceptor shown in FIG.
[0038] 以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。 Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described.
(実施例 1) (Example 1)
図 2に示したような支持面が内側に向けて下方に傾斜しているとともに凸曲面状に 形成されている環状のサセプタを用意した。このサセプタは、 SiC製のものであり、外 径 305mm、内径 290mmであり、支持面の凸曲面は、曲率半径が約 10〜: 150mm の範囲内で内側に向けて曲率半径を小さくしたものとした。 An annular susceptor having a support surface as shown in FIG. 2 inclined downward toward the inside and formed in a convex curved surface was prepared. This susceptor is made of SiC, and has an outer diameter of 305 mm and an inner diameter of 290 mm. The convex curved surface of the support surface has a radius of curvature of about 10 to 150 mm, and the radius of curvature is reduced inward toward the inside. did.
このような環状のサセプタを、ショートフィンガータイプの熱処理用ボートにセットし た。そして、面取り加工した直径 300mmのシリコンゥエーハを、その面取り部と裏面 との境界部分がサセプタの支持面と接触するように載置した。 Such an annular susceptor was set in a short finger type heat treatment boat. Then, the chamfered silicon wafer having a diameter of 300 mm was placed so that the boundary between the chamfered portion and the back surface was in contact with the support surface of the susceptor.
[0039] このように熱処理用ボートに、凸曲面状の支持面を有する環状サセプタを介してシ リコンゥエーハを 30枚支持し、図 4に示すような熱処理炉内に搬入した。そして、炉内 で、アルゴン雰囲気中、 1200°C、 1時間の熱処理を行った。 As described above, 30 silicon wafers were supported on the boat for heat treatment via the annular susceptor having a convexly curved support surface, and were loaded into a heat treatment furnace as shown in FIG. Then, a heat treatment was performed in an oven at 1200 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere.
熱処理後、熱処理炉からボートを搬出し、熱処理後のゥエーハの裏面を目視にて 検査したところ、いずれのゥエーノ、にもスリップ転位の発生は確認されず、また、裏面 キズは多少発生していたが、面取り部と裏面との境界領域内であり、その後のデバイ ス工程でも問題とならないものであった。 After the heat treatment, the boat was unloaded from the heat treatment furnace, and the back surface of the e-wafer after the heat treatment was visually inspected. No slip dislocation was observed in any of the e-inos, and some scratches on the back surface were found. However, this was within the boundary area between the chamfered portion and the back surface, and was not a problem in the subsequent device process.
[0040] (比較例) (Comparative Example)
図 8に示したような支持面が平坦面で傾斜した環状のサセプタを用いて、実施例 1 と同様の熱処理条件でシリコンゥエーハの熱処理を行った。なお、使用したサセプタ は、外径 310mm、内径 260mm、支持面の傾斜角度は 2° とした。 A silicon wafer was heat-treated under the same heat treatment conditions as in Example 1 using an annular susceptor whose support surface was flat and inclined as shown in FIG. The susceptor used had an outer diameter of 310 mm, an inner diameter of 260 mm, and a tilt angle of the support surface of 2 °.
熱処理後のゥエーハを同様に検査したところ、全てのゥエー八で、外周端部から 20 mmの範囲内で微小な裏面キズが多数発生しており、し力、も発生位置がゥエーハに よってばらついていることが確認された。 When the wafers after the heat treatment were similarly inspected, many small back flaws were generated within 20 mm from the outer peripheral edge of all the wafers. Was confirmed.
[0041] なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は単な
る例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一 な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、レ、かなるものであっても本発明の技 術的範囲に包含される。 Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is simple The present invention is not limited to those having substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and exhibiting the same operation and effect as those described above. Technical scope.
例えば、本発明に係る熱処理用治具を用いて熱処理する被処理体は、シリコンゥ エーハに限らず、他の半導体ゥエーハ等を熱処理する場合にも適用することができ る。
For example, the object to be heat-treated using the heat treatment jig according to the present invention is not limited to a silicon wafer, and can be applied to a case where another semiconductor wafer or the like is heat-treated.