JPS589579B2 - ハンドウタイソウチノ セイゾウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体ウエハーを熱処理して作製される半
導体装置の製造装置に関する。

半導体装置は、主にシリコンの単結晶ウエハーでもって
作製されているが、こうしたシリコン半導体装置の製造
過程には熱処理や光食刻等の高度に精密なる制御が要求
される工程が含まれているとりわけ熱処理工程では、シ
リコンウエハーの結晶性が不純物の拡散時あるいは表面
酸化時に損われることがしばしばあり、この問題につい
ては種種にその原因が指摘されてきている。

シリコンウエハーの結晶性が損われる原因は、犬別して
以下の点にある。

すなわち、（１） シリコンウエハー自体を製作する
工程、つまり単結晶シリコンのインゴットを作るとき、
あるいはその後にスライシングによって所定厚のウエハ
ーを得るときの加工歪により発生する結晶欠陥。

：２）熱処理時の加熱炉による昇温、降温の過程で発生
する歪。

（３）拡散時に拡散不純物原子がその種類あるいは濃度
に応じてひきおこす結晶欠陥。

などである。

そしてこれらの点については、無転位単結晶を用いたり
（（１）への対処）、熱応力の発生を防ぐために徐熱徐
冷を行なったり（（２）への対処）、拡散濃度を低くし
て行なう完全結晶技術（ＰＣＴ）が使用される（（３）
への対処）。

しかして、上記の点と同様に重要なことは、加熱処理時
にシリコンウエハーを支持する装置いわゆるウエハーボ
ートがウエハーの結晶性に及ぼす影響である。

第１図は現在使用されているウエハーボートの一例で、
ボート本体１は炭化珪素や石英で形成した枠体をなして
いて、平行する２辺の枠体に一定の間隔でウエハーを垂
直に保持する案内溝が設けられるものである。

第２図は上記ウエハーボートを第１図１−１線に沿う断
面で示した図で、シリコンウエハー２が案内溝に支えら
れて直立に保持されている。

この場合、上記案内溝とウエハー２の接触状態は面接触
であって、この状態で熱処理されるとこの接触部のシリ
コンウエハー２が結晶欠陥を発生しやすくなる。

第３図ａ，ｂおよび第４図ａ，ｂも通常使用されている
ウエハーボートであり、第１図のものと同様保持される
ウエハー２はいずれもボートの案内溝で面接触する構造
となっていて、上述した結晶欠陥が発生し易い点では同
じである。

すなわちウエハーとボートが接触している箇所では、後
にこのウエハーをチップに分割して半導体装置としてテ
ストすると、不良品になっている確率が高くなるという
欠点があった。

この発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、？熱炉
中などに半導体ウエハーを保持するとき、このウエハー
が点あるいは線接触状態で垂直に保持できる半導体装置
の製造装置を提供することを目的とする。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第５図は垂直に保持された半導体ウエハー１２の側面図
である。

上記ウエハー１２は、このウエハー１２の周縁部に接す
る位置に水平に配置された４本の断面円形の棒状部材１
１，１１２１１３，１１４からなる支持用枠体１１によ
って保持されるもので、ウエハー１２の重量を支える底
部に配置した２本の下方位置棒状部材１１、，１１と側
部に配置した２本の下方位置棒状部材１１３，？１，と
はそれぞれ互いに平行になっている。

第６図は上記枠体１１と２枚のウエハー１２，１２２の
平面配置図である。

側部の棒状部材１１，，１１，に切欠形成されたＶ字状
の案内溝１３、，１３，１３，１３２は、上記ウエハー
１２，１２が各案内溝１３ ，１３ ，１３，１３
の内壁面と点接触状態となるように、切欠角度が１５°
〜６０°の間の値が選択されている。

また、底部の部材１１ ．１１ とウエハー１２
．１２とは面接触ではなくて線接触状態となっている
。

なお、上記各棒状部材の材質は、石英である。

上記実施例の構成であれば、半導体ウエハー１２は案内
溝１３内で点接触、ウエハーの重量を支える底部の部材
１１，１１２では線接触となる．？なわち、ウエハー１
２ ．１２の重量は全て２本の下方位置棒状部材１１
．１１に作用し、かつ丸棒の外周に直角に線接触と
なる。

したがって側方位置棒状部材１１３，１１４の案内溝１
３，１３．１３，１３は、単にウエハー１２，１２２の
傾動を阻止すればよいので大きな応力は作用せず両者は
点接触状態で安定にウエハー１２、，１２を保持するこ
とができる。

したがって、加熱処理時にこうした枠体１１でウエハー
を支持すれば、結晶性が損なわれるなどの影響はほとん
ど防ぐことができる。

次表には、上記構成の装置と従来装置（第１図）とを用
いて加熱処理した後に、半導体ウエハー表面をエッチン
グしてその欠陥を評価した結果が示されている。

エッチング液はＣ ｒ Ｏｓ十ＨＦを使用し、各装置で
のウエハーは同一デザインで同一ピッチとし、加熱条件
も一定としていることはもちろんである。

すなわち速度３０秒では本案装置、従来装置ともシリコ
ンの結晶性が損なわれ、生産歩留りの向上も明日とはな
りがたいが、本案装置では速度２分以上の場合に欠陥は
まったく発生していない。

なお、上記の表において昇温・降温速度とは上記各装置
をそれぞれ加熱炉内に挿入する時、炉の入口部から所定
温度に達している炉中心部（４敗功までに達するに要す
る時間を示している。

この速変は、熱処理効率からいえば速い方がよいが、一
投には温度変化が急激であればある程結晶欠陥の発生す
る機会が多くなっている。

以上この発明によれば、半導体装置の製造工程のうち加
熱処理時に複数枚の半導体ウエハーを同時に保持するの
に、点あるいは線接触状稗で支え、塾処理によるウエハ
ーの結晶欠陥の発生を抑え、半導体装置の歩留向上に寄
与するとともに加熱処哩そのものを効率的に行ないつる
半導体装置の製へ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の半導体ウエハー用のボート
の一例を示す図、第３図ａ，ｂは従来のボートの他の一
例を示す図、第４図ａ，ｂはさらに他の一例を示す図、
第５図はこの発明装置の一夷施例を示す側断面図、第６
図は同実施例の平面図である。 １１〜１１４・・・・・・断面円形の棒状部材、１２
１？２２・・・・
・・半導体ウエハー、１３，１３２・・・・・・案内溝
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体ウエハーを立体で複数枚同時に炉内に保持す
   る半導体装置の製造装置において、ウエハー周縁の下方
   に位置してウエハーの自重を支える互いに平行な２本の
   下方位置棒状部材と、ウエハー周縁の両側に位置してそ
   れぞれ内側に１５°〜６００に切欠した複数のｖ字状の
   案内溝を軸方向に複数有しかつ上記案内溝壁でウエハー
   を点接触状態で保持する２本の側方位置棒状部材とを具
   備する半導体装置の製造装置。