專利名稱：硅片熱處理夾具和硅片熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅片熱處理夾具和硅片處理方法，尤其是涉及用于RTA等的合適的技術(shù)。
本申請(qǐng)要求2003年3月31日申請(qǐng)的特愿2003-097365號(hào)的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容引用到這里。
背景技術(shù)：
以往，作為將硅片快速加熱之后再快速冷卻的熱處理裝置，周知的有以碘鎢燈作為熱源的快速加熱裝置(RTA)。為了在快速加熱裝置的爐內(nèi)將熱處理中的硅片的姿勢(shì)保持在水平狀態(tài)，例如，如專利文獻(xiàn)1的圖3(a)中所示那樣搭載有環(huán)狀的晶片夾100。
又，如專利文獻(xiàn)2所示，由數(shù)個(gè)點(diǎn)支持的類型的晶片夾也是公知的。
但是，在將晶片支承在水平狀態(tài)進(jìn)行熱處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)重排，存在著成品率降低的問題。產(chǎn)生滑動(dòng)重排的原因是，在支承晶片的部分附加有晶片本身的重量，因此，因熱處理時(shí)所引起的晶片的彎曲現(xiàn)象和因熱膨脹的差異而在晶片與突起之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，或在晶片的自重集中的部分產(chǎn)生應(yīng)變，所以，認(rèn)為在由各支承突起所支承的部分產(chǎn)生滑動(dòng)重排。
現(xiàn)有的晶片夾都是為了減少滑動(dòng)的產(chǎn)生，但是，在專利文獻(xiàn)2中，是以減少因取向平面的存在而引起的滑動(dòng)位移為目的。
另外，無取向平面的晶片中，如非專利文獻(xiàn)1所示，作為與數(shù)個(gè)點(diǎn)支承的晶片夾的晶片支承位置相關(guān)的內(nèi)容，文獻(xiàn)中這樣記載使支承點(diǎn)位于晶片半徑方向80～85％的位置，這樣，對(duì)減少滑動(dòng)是比較理想的。
專利文獻(xiàn)1特開2002-134593號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2002-170865號(hào)公報(bào)非專利文獻(xiàn)1Takeda，R.et.al J.Electrochem.Soc.，Vol.144，NO.10，October(1997)pp.L280-L282
但是，即使是無取向平面的晶片，將這種硅片載置在快速加熱裝置的晶片夾上，用1000℃以上的爐內(nèi)溫度進(jìn)行快速加熱時(shí)，晶片會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)現(xiàn)象，仍然要求進(jìn)一步減少滑動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況開發(fā)成的，其目的是提供一種晶片熱處理夾具和熱處理方法，使從銷跡點(diǎn)進(jìn)入的重排的自由深度比器件形成區(qū)間深，并且，使這種在晶片表面上沒有滑動(dòng)的無滑動(dòng)區(qū)域擴(kuò)大到最大。
本發(fā)明的硅片熱處理方法是在熱處理爐內(nèi)對(duì)硅片進(jìn)行熱處理時(shí)的硅片熱處理方法，通過位于該硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)的3個(gè)支承位置對(duì)硅片進(jìn)行支承，由此而解決了上述課題。
本發(fā)明的硅片熱處理方法是具有相互隔開間隔地從支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部，而且，還具有向各支承臂部的上側(cè)突出的支承突起，將硅片載置在上述支承突起上、并在熱處理爐內(nèi)進(jìn)行熱處理時(shí)、利用硅片熱處理用3點(diǎn)支承件的硅片熱處理方法，上述支承突起全部位于硅片的同一圓周上時(shí)，上述支承突起全部位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，上述各支承臂部分別配置成相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度，由此而解決了上述課題。
本發(fā)明的硅片熱處理夾具設(shè)有支承框、相互隔開間隔地從該支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部、和向各支承臂部的上側(cè)突出的支承突起，上述各支承臂部分別配置成相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度，上述支承突起全部位于離開上述中心點(diǎn)的同一圓周上，而且，可設(shè)定成位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，由此而解決了上述課題。
本發(fā)明中，上述支承突起最好是可設(shè)定固定位置地固定在上述支承臂部上。
本發(fā)明的晶片可用上述晶片熱處理方法進(jìn)行熱處理。
本發(fā)明的硅片熱處理方法，硅片支承位置全部配置成分別相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度，而且，設(shè)定在硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，因此，因支承突起碰觸而引起的從晶片里面開始的滑動(dòng)位移的長(zhǎng)度，可以只成長(zhǎng)至對(duì)晶片表面的器件形成區(qū)間不產(chǎn)生影響的程度地設(shè)定得非常短。
這樣，可減少器件形成區(qū)間的滑動(dòng)位移的產(chǎn)生、可防止晶片的成品率降低。
這里，在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側(cè)方向85％更內(nèi)側(cè)的情況下，在器件廠家為了制作基板而使用的晶片內(nèi)側(cè)，形成了與數(shù)個(gè)支承突起接觸的接觸傷痕，使成品率下降，而且，在具有相互隔有間隔地從支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部的類型的情況下，臂變長(zhǎng)，不能保持水平狀態(tài)。另外，隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，支承臂部的變形增大，更保持不了水平狀態(tài)。因此，面內(nèi)載荷的平衡被破壞，因特定的支承突起而引起的滑動(dòng)增大，所以不理想；在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側(cè)方向99.5％更靠外側(cè)的情況下，在載置有晶片時(shí)，由于沒有余量所以往往不能很好地載置。另外，在邊緣部分進(jìn)行了指示的情況下，由于滑動(dòng)進(jìn)入邊緣使晶片容易產(chǎn)生裂紋，因此，不理想。
在相對(duì)于全部支承突起存在的、硅片的同一圓周上的支承突起的位置的中心角被設(shè)定在120°以外的情況下，由于晶片支承位置不是間隔120°，因此，各支承位置上的載荷平衡被破壞，特定的指示位置上的載荷增大，在該點(diǎn)上滑動(dòng)位移長(zhǎng)度變長(zhǎng)，滑動(dòng)位移往往穿通到表面。另外，在因面內(nèi)的載荷平衡較差而使晶片支承間隔大于120°的情況下，晶片支承間隔較寬則晶片有可能傾斜或掉落，所以不理想。
本發(fā)明的硅片熱處理夾具在以相互構(gòu)成120°角度的方式隔開間隔地從支承框向中央點(diǎn)突出的3個(gè)第1、第2和第3支承臂部的上側(cè)設(shè)有支承突起，各支承突起位于離開上述中心點(diǎn)的同一圓周上。并且，可設(shè)定在位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，因此，可使所有的硅片支承位置分別相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°角度、且位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，所以，可將因支承突起碰觸而引起的滑動(dòng)位移的長(zhǎng)度設(shè)定得非常短、成為對(duì)晶片表面的器件形成區(qū)域不產(chǎn)生影響的程度。
本發(fā)明中，以可設(shè)定固定位置的方式將上述支承突起固定在上述支承臂部上，這樣，便可根據(jù)晶片的直徑尺寸、厚度尺寸、硬度·應(yīng)力特性、熱特性等，設(shè)定晶片支承位置，可將因支承突起碰觸而引起的滑動(dòng)位移的長(zhǎng)度設(shè)定得非常矩、成為對(duì)晶片表面的器件形成區(qū)域不產(chǎn)生影響的程度。
具體地說，可以是將支承突起嵌合在設(shè)于支承臂部的規(guī)定位置上的固定孔內(nèi)進(jìn)行固定的結(jié)構(gòu)等。


圖1是表示本發(fā)明的硅片熱處理夾具的一實(shí)施方式的俯視圖。
圖2是表示圖1的支承臂部的放大側(cè)視圖。
圖3是表示本發(fā)明的硅片熱處理方法和熱處理夾具的一實(shí)施方式的模式俯視圖。
圖4是熱處理爐的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施方式的支承突起位置(銷位置)與滑動(dòng)全長(zhǎng)的關(guān)系的曲線圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例的支承位置70％處的晶片表面的狀態(tài)的圖像。
圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例的支承裝置97％處的晶片表面的狀態(tài)的圖像。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的硅片熱處理夾具和硅片熱處理方法的一實(shí)施方式作說明。
圖1是表示本實(shí)施方式的硅片熱處理夾具的俯視圖，圖2是表示本實(shí)施方式的支承臂部的側(cè)視圖，圖3是表示本實(shí)施方式的支承突起與硅片的位置關(guān)系的模式俯視圖。
圖中，標(biāo)記1是硅片熱處理夾具，標(biāo)記10是支承框。
首先，本實(shí)施方式可適合直徑為150～400mm、較理想的為200～300mm的沒有取向平面的硅片。
本實(shí)施方式的硅片熱處理夾具1如圖1、圖2所示，設(shè)有具有相互大致垂直的邊的、俯視時(shí)呈コ字狀的支承框10、和第1支承臂部31、該第1支承臂部設(shè)在與該支承框10的開口部分對(duì)置的邊的中央，在支承框10上的除此之外的邊上，設(shè)有第2、第3支承臂部32、33。
第1、第2、第3支承臂部31、32、33，均與支承框10一體形成，支承框10和支承臂部31、32、33用石英或SiC形成，或用聚硅包覆SiC的表面而形成。其中，由于石英具有耐熱性、并不易成為污染源，所以是優(yōu)選的。
支承臂部31、32、33位于包含支承框10的同一平面上，均以朝著支承框10的大致中心位置、即中心點(diǎn)C的方式、從支承框10向內(nèi)側(cè)突出，支承臂部31、32、33以相對(duì)于該中心點(diǎn)C相互成120°角的方式，隔有間隔地設(shè)置。即，第2、第3支承臂部32、33被設(shè)成其基端與支承框10的邊構(gòu)成120°(60°)角。
在支承臂部31、32、33的上側(cè)分別設(shè)有支承突起41、42、43，各支承突起41、42、43位于離中心點(diǎn)C的同一圓周C1上。并且，可設(shè)定成位于硅片W的半徑R的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)。
這里，支承突起41、42、43的位置(銷位置)在硅片W的半徑R的外側(cè)方向85～99.5％的范圍如圖3所示，是指把位于圓周C1上時(shí)的位置稱作r/R×100(％)的位置，所述圓周C1是相對(duì)于硅片W的半徑R來說、離開中心C的距離為半徑r的圓周，為使該r/R×100的值在上述范圍內(nèi)，支承突起位于從r0～r1的范圍。
具體地說，支承突起41、42、43如圖2所示，通過分別與設(shè)在各支承臂部31、32、33的延伸方向上的數(shù)個(gè)固定孔51、52、53嵌合，便可設(shè)定固定位置。
在支承臂部31上，數(shù)個(gè)固定孔51、51之間的間隔k被設(shè)成相等的，支承臂部32上的固定孔52、52和支承臂部33上的固定孔53、53也同樣構(gòu)成。
支承突起41、42、43用石英或SiC形成，或用聚硅包覆SiC的表面而形成。其中，石英具有耐熱性、且不容易成為污染源，因此，作為材質(zhì)來說是比較理想的。
這些支承突起41、42、43設(shè)定成相對(duì)于中心點(diǎn)C來說位于同一圓周C1上，并且，如圖3所示，在載置有硅片W時(shí)，設(shè)定成該圓周C1的半徑r位于硅片W的半徑R的85～99.5％的范圍內(nèi)。這時(shí)，硅片W被載置成使其中心與中心點(diǎn)C一致。
同時(shí)，固定孔51、52、53的各間隔k被設(shè)定為r/R的5％左右的值。另外，圖中雖記載為在比85％更靠?jī)?nèi)側(cè)也設(shè)有固定孔51，但是，在能適應(yīng)于應(yīng)對(duì)尺寸不同的硅片W等的情況下，也可不設(shè)。
這里，在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側(cè)方向85％更靠?jī)?nèi)側(cè)的情況下，由于器件廠家為制作基板而在所使用的硅片內(nèi)側(cè)形成有與數(shù)個(gè)支承突起接觸的傷痕。因此，成品率降低，而且，在具有相互隔有間隔地從支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部的類型的情況下，臂部變長(zhǎng)而不能保持水平狀態(tài)。另外，隨著長(zhǎng)時(shí)間的使用，支承臂部的變形增大，更不能保持水平狀態(tài)。因此，面內(nèi)載荷的平衡被破壞，特定的支承突起上的滑動(dòng)增大，所以不理想。在使支承突起的位置位于比硅片半徑的外側(cè)方向99.5％更靠外側(cè)的情況下，載置有硅片時(shí)，由于沒有余量，因此，往往不能很好的載置。另外，在邊緣部分進(jìn)行了指示的情況下，滑動(dòng)進(jìn)入邊緣，硅片易產(chǎn)生裂紋，因此不理想。
本實(shí)施方式的硅片熱處理夾具1如圖3所示，是以支承突起41、42、43分別位于相對(duì)于晶片中心點(diǎn)C來說的同一圓周C1上的方式，將晶片W載置在支承突起41、42、43上而使晶片W水平地支承在夾具1上之后，再將該支承臂部1搬送到圖4所示的處理爐20內(nèi)對(duì)晶片進(jìn)行熱處理。這樣將硅片配置在3個(gè)硅片熱處理夾具1上時(shí)，即使進(jìn)行熱處理也可減少發(fā)生在表面上的滑動(dòng)位移。圖4中的標(biāo)記21表示加熱燈、標(biāo)記22表示高溫計(jì)。
本實(shí)施方式中熱處理爐是用單片式熱處理爐，但是，也可用于能處理數(shù)片的立式熱處理爐的テダ一ボ一ト等配置方法。
另外，支承臂部上的支承突起之間的間隔也可不是上述的r/R的5％的刻紋、而設(shè)成其他的值，而且，也可設(shè)定為非等間隔的值。
實(shí)施例下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作說明。
<實(shí)施例>
準(zhǔn)備了直徑φ200mm、厚度0.725mm的沒有取向平面的[凹口(notch)型的]硅片。
另外，圖1、圖3所示的支承突起41、42、43均位于具有和上述晶片W的中心同樣的中心C、且半徑為r的同一圓周C1上，而且，相對(duì)于上述晶片W的半徑R來說r/R的值，按每5％調(diào)整成位于65～90％的范圍及97％。載置在這樣配置的各硅片熱處理夾具1的支承突起上，將晶片W支承為水平狀態(tài)。將載有該晶片的硅片熱處理夾具1裝入圖4所示的處理爐20內(nèi)，按爐內(nèi)溫度1250℃、10秒的條件對(duì)晶片W進(jìn)行了熱處理。
<比較評(píng)價(jià)>
這樣在用里側(cè)支承的狀態(tài)下進(jìn)行RTA處理后，在表面?zhèn)冗M(jìn)行了Secco腐蝕的硅片上，觀察到在器件形成區(qū)域、即表面上產(chǎn)生的滑動(dòng)位移。若位移未到達(dá)晶片表面，則用Secco腐蝕當(dāng)然看不到位移坑。其結(jié)果中，r/R的值為70％的示于圖6，為97％的示于圖7。
這里，在支承突起位置(銷位置)為70％的圖6中，在圖像上拉的線是相對(duì)于表示位移位置的點(diǎn)、對(duì)各自的滑動(dòng)進(jìn)行了拉伸的線，以使它們的間隔變得最長(zhǎng)，將該直線的長(zhǎng)度作為滑動(dòng)長(zhǎng)度進(jìn)行了測(cè)定。
接著，按每個(gè)晶片求出了圖6所示的滑動(dòng)長(zhǎng)度的累計(jì)長(zhǎng)度(和)。其結(jié)果示于圖5。該值是對(duì)同一支承突起位置(銷位置)取數(shù)個(gè)晶片的結(jié)果的平均值。
<結(jié)果>
從圖5所示的結(jié)果可知，支承突起位置(銷位置)大于晶片半徑的85％時(shí)，滑動(dòng)全長(zhǎng)約為7mm以下，實(shí)際上可將晶片的成品率提高到不影響器件形成特性的程度。
尤其是在95％以上、更理想的是在97％左右，如圖7所示那樣表面上沒有滑動(dòng)位移，可制造特性極好的晶片。
工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的硅片熱處理方法和熱處理夾具，硅片支承位置全部配置成各自相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度，且設(shè)定在硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，這樣，因支承突起碰觸而引起的滑動(dòng)位移的長(zhǎng)度可以只成長(zhǎng)到不影響晶片表面的器件形成區(qū)間的程度設(shè)定得非常短，因此，可減少器件形成區(qū)域的滑動(dòng)位移的發(fā)生，可取得能防止晶片成品率下降的效果。
權(quán)利要求
1.一種硅片熱處理方法，是在熱處理爐內(nèi)對(duì)硅片進(jìn)行熱處理時(shí)的硅片熱處理方法，其特征在于，通過位于該硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)的3個(gè)支承位置對(duì)硅片進(jìn)行支承。
2.一種硅片熱處理方法，是具有相互隔開間隔地從支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部，而且，還具有向各支承臂部的上側(cè)突出的支承突起，將硅片載置在上述支承突起上、并在熱處理爐內(nèi)進(jìn)行熱處理時(shí)、利用硅片熱處理用3點(diǎn)支承件的硅片熱處理方法，其特征在于，上述支承突起全部位于硅片的同一圓周上時(shí)，上述支承突起全部位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，上述各支承臂部分別配置成相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度。
3.一種硅片熱處理夾具，其特征在于，設(shè)有支承框，相互隔開間隔地從該支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部，和向各支承臂部的上側(cè)突出的支承突起；上述各支承臂部分別配置成相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度；上述支承突起全部位于離開上述中心點(diǎn)的同一圓周上，而且，可設(shè)定成位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的硅片熱處理夾具，其特征在于，上述支承突起固定在上述支承臂部上，可對(duì)固定位置進(jìn)行設(shè)定。
5.一種晶片，其特征在于，用權(quán)利要求1或權(quán)利要求2記載的晶片熱處理方法進(jìn)行了熱處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種硅片熱處理夾具和熱處理方法，在相互隔開間隔地從支承框向中心點(diǎn)突出的3個(gè)支承臂部的上側(cè)設(shè)有支承突起，在將硅片載置在上述支承突起上、在熱處理爐內(nèi)進(jìn)行熱處理時(shí)，支承突起全部在硅片的同一圓周上、且位于硅片半徑的外側(cè)方向85～99.5％的范圍內(nèi)，各支承臂部分別配置成相對(duì)于中心點(diǎn)構(gòu)成120°的角度，由此，使從銷跡點(diǎn)進(jìn)入的位移的自由深度比器件形成區(qū)域深，而且，使這樣的晶片表面上沒有滑動(dòng)的無滑動(dòng)區(qū)域擴(kuò)大到最大。
文檔編號(hào)H01L21/324GK1768421SQ200480008600
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者中田嘉信, 白木弘幸, 長(zhǎng)谷川健 申請(qǐng)人:株式會(huì)社上睦可